
?工業(yè)合成氨(四)
一、單選題,共15小題
1.化學(xué)中常借助曲線圖來(lái)表示某種變化過(guò)程,有關(guān)下列四個(gè)曲線圖的說(shuō)法正確的是
A.對(duì)反應(yīng):aA(s)+2B(g)xC(g),根據(jù)圖①可以求出x=3
B.圖②可以表示對(duì)某化學(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化
C.圖③表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影響,乙的壓強(qiáng)大
D.升高溫度,圖④表示的反應(yīng)中反應(yīng)物的的轉(zhuǎn)化率減小
2.將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng),模擬NOx的去除。在不同溫度下,相同時(shí)間內(nèi),測(cè)得NOx的去除率如圖所示,下列說(shuō)法不合理的是( )
A.混合氣體通過(guò)催化劑,所有氣體與催化劑接觸時(shí)間相同
B.低于50℃時(shí),NOx去除率較低可能是因?yàn)榉磻?yīng)速率較慢
C.50~100℃時(shí),NOx去除率迅速上升,主要是溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快引起的
D.380℃以上,可能發(fā)生氨氣的催化氧化反應(yīng),導(dǎo)致NOx的去除率降低
3.已知25 ℃、101 kPa下,12 g石墨、12 g金剛石完全燃燒分別釋放出393.51 kJ、395.41 kJ的熱量。據(jù)此和下圖判斷,下列說(shuō)法正確的是( )
A.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的高;金剛石比石墨穩(wěn)定
B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的高;石墨比金剛石穩(wěn)定
C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的低;金剛石比石墨穩(wěn)定
D.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量石墨的能量比金剛石的低;石墨比金剛石穩(wěn)定
4.下列說(shuō)法不正確的是
A.Na 與 H2O 的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
B.飽和 NaCl 溶液加入濃鹽酸析出晶體,易溶電解質(zhì)也存在溶解平衡
C.FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解,同等條件下二者對(duì) H2O2 分解速率的改變相同
D.Mg(OH)2 固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液
5.某溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.
B.升高溫度能使正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
C.使用催化劑可使全部轉(zhuǎn)化為
D.的濃度不再發(fā)生變化
6.對(duì)于工業(yè)合成氨反應(yīng):N2+3H22NH3,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
A.使用合適的催化劑可以加大反應(yīng)速率 B.升高溫度可以增大反應(yīng)速率
C.增大N2濃度可以使H2完全反應(yīng) D.增大N2濃度可以增大反應(yīng)速率
7.意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態(tài)N4分子,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。N4轉(zhuǎn)變?yōu)镹2并釋放出大量能量。判斷下列說(shuō)法正確的是
A.N4屬于一種新型的化合物 B.N4分子中存在非極性鍵
C.N4和N2互為同位素 D.N4比N2更穩(wěn)定
8.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是
實(shí)驗(yàn)
反應(yīng)溫度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
A
25
5
0.2
5
0.2
10
B
25
5
0.1
5
0.1
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
A.A B.B C.C D.D
9.除去下列試樣中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)),選用的試劑正確的是
選項(xiàng)
A
B
C
D
試樣
除雜試劑
鹽酸
水
飽和溶液
溶液
A.A B.B C.C D.D
10.低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH0 B.溫度較低時(shí),△H影響為主
C.△S”“0的影響,即溫度較低時(shí),△H影響為主,故答案為B。
18.D 減小壓強(qiáng)或增大容積體積 0.08mol/(L·min) (或0. 148或0. 15均可) > 乙 B
【分析】
(1)從化學(xué)平衡移動(dòng)的角度進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)化學(xué)速率的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算;利用三段式計(jì)算化學(xué)平衡;
(3)利用Qc與K之間的關(guān)系進(jìn)行分析;
(4)利用影響化學(xué)速率的因素以及影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素進(jìn)行分析。
【詳解】
(1)根據(jù)圖像,t1-t2時(shí)間反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,消耗NH3,t3-t4時(shí)間段,化學(xué)平衡不移動(dòng),t4-t5時(shí)間段,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,消耗NH3,因此氨氣的體積分?jǐn)?shù)最小的時(shí)間段是t5-t6,故選項(xiàng)D正確;t4時(shí)刻,正逆反應(yīng)速率都降低,可能降低溫度,也可能減小壓強(qiáng),如果是降低溫度,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡影響正反應(yīng)方向進(jìn)行,v正>v逆,不符合圖像,因此只能是減小壓強(qiáng),
故答案為D;減小壓強(qiáng)或增大容器的體積;
(2)0-10min消耗H2的物質(zhì)的量為(6.00-3.60)mol=2.40mol,根據(jù)反應(yīng)方程式,消耗N2的物質(zhì)的量為=0.8mol,依據(jù)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(N2)= =0.08mol/(L·min);容器的體積為1L,則N2、H2、NH3的平衡濃度分別是1mol·L-1、3mol·L-1、2mol·L-1,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,K=,
故答案為0.08mol/(L·min);(或0. 148或0. 15均可);
(3)利用Qc=v(逆),
故答案為>;
(4)開(kāi)始通入N2、H2物質(zhì)的量濃度分別是2mol·L-1、6mol·L-1,根據(jù)圖像,起點(diǎn)為2mol·L-1的點(diǎn)為乙曲線,則乙曲線表示c(N2)-t的曲線;根據(jù)上述分析,曲線甲表示c(H2)-t,在此溫度下,起始充入4molN2和12molH2,相當(dāng)于在原來(lái)基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所用時(shí)間縮短,相當(dāng)于在原來(lái)基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),該反應(yīng)的平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,即比原平衡的2倍小,則應(yīng)是B點(diǎn),
故答案為乙;B。
19.CH3CH2OH + H2O 2CO + 4H2 增大 恒溫恒壓充入惰性氣體,相當(dāng)于減壓,朝氣體分子數(shù)增大方向移動(dòng) < 反應(yīng)溫度與進(jìn)氣比成反比 平衡常數(shù)小,原料轉(zhuǎn)化率低 反應(yīng)放熱量增加,能量越低越穩(wěn)定
【解析】
【分析】
(1)①根據(jù)圖1判斷反應(yīng)I中的反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;②在恒溫恒壓條件下,向體系中充入N2,容器的體積增大,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),結(jié)合書寫的反應(yīng)I的方程式分析判斷;(2)根據(jù)圖1寫出反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)方程式,并根據(jù)圖2分析出反應(yīng)Ⅱ的熱量變化情況,結(jié)合化學(xué)平衡的影響因素分析解答①;結(jié)合反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)方程式和圖中BEF三點(diǎn),分析反應(yīng)溫度與進(jìn)氣比的關(guān)系;(3)根據(jù)反應(yīng)a的K≈10-4.5,結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)的意義分析解答;根據(jù)反應(yīng)b的 △H = -110.7 kJ/mol,結(jié)合物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量的關(guān)系分析解答。
【詳解】
(1)①根據(jù)圖1,反應(yīng)I中的反應(yīng)物為CH3CH2OH和H2O,生成物為CO和H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH(g)+ H2O(g)→2CO(g)+ 4H2(g),故答案為:CH3CH2OH(g)+ H2O(g)→2CO(g)+ 4H2(g);
②反應(yīng)I為CH3CH2OH(g)+ H2O(g)→2CO(g)+ 4H2(g),在恒溫恒壓條件下,向體系中充入N2,容器的體積增大,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故答案為:增大;恒溫恒壓充入惰性氣體,相當(dāng)于減壓,平衡朝氣體分子數(shù)增大方向移動(dòng);
(2)根據(jù)圖1,反應(yīng)Ⅱ?yàn)镃O(g) +H2O(g) → H2(g) +CO2(g),根據(jù)圖2,反應(yīng)Ⅱ隨溫度的升高,平衡常數(shù)K減小,說(shuō)明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
①圖中D、E兩點(diǎn)時(shí)=1,CO的平衡轉(zhuǎn)化率D>E,由于該反應(yīng)的平衡不受壓強(qiáng)的影響,影響改變的條件為溫度,由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率減小,圖中D、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TD和TE.D點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率大于E點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率,說(shuō)明溫度TD<TE,故答案為:<;
②CO(g) +H2O(g) → H2(g) +CO2(g) △H<0。根據(jù)方程式可知,在其他條件不變時(shí),越大,CO的轉(zhuǎn)化率越??;溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越??;因此當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),如圖中BEF三點(diǎn),當(dāng)CO的轉(zhuǎn)化率相同時(shí),溫度由低到高對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣比為0.5、1、1.5,進(jìn)氣比越高達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需的溫度越低,即反應(yīng)溫度與進(jìn)氣比成反比,故答案為:反應(yīng)溫度與進(jìn)氣比成反比;
(3)反應(yīng)a:2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g) △H = -15.5 kJ/mol的K≈10-4.5,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度很小,原料轉(zhuǎn)化率低,沒(méi)有工業(yè)價(jià)值;反應(yīng)b:2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) + (g) △H = -110.7 kJ/mol,由于該反應(yīng)放出的熱量增加,能量越低越穩(wěn)定,因此引入環(huán)氧丙烷()可有效促進(jìn)CO2與CH3OH反應(yīng)生成CO(OCH3)2,故答案為:平衡常數(shù)小,原料轉(zhuǎn)化率低;反應(yīng)放熱量增加,能量越低越穩(wěn)定。
20.BC Vx2/n(1-x)3 C 升溫或增大C的濃度 使用催化劑 逆反應(yīng)
【分析】
(1)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相等,各組分的濃度保持不變;用三段式分析計(jì)算;根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響分析。
(2)根據(jù)三段式計(jì)算平衡濃度,結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到平衡常數(shù);根據(jù)濃度商與K的關(guān)系判斷。
(3)①由于縱坐標(biāo)只表示υ逆,為了便于求解,在解題時(shí)可把υ正補(bǔ)上,t2時(shí)平衡逆向移動(dòng),采用的條件可以是升溫或增大C的濃度;t8時(shí)平衡不移動(dòng),采用的條件是使用了催化劑。
②t2時(shí)逆反應(yīng)速率突然增大,后逐漸減小達(dá)到新平衡,且新平衡時(shí)反應(yīng)速率大于原平衡時(shí)反應(yīng)速率,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
【詳解】
(1)A.反應(yīng)物A與B加入的物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以平衡后A與B的轉(zhuǎn)化率之比1: 1,故A錯(cuò)誤;
B.A的轉(zhuǎn)化率為x,則平衡后有A、B、C物質(zhì)的量分別為(n-nx)mol、(2n-2nx)mol、 2nxmol, 平衡后氣體總物質(zhì)的量為(3n-nx)mol,恒容容器中,氣體物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比,故B正確;
C.當(dāng)2υ正(A)=υ逆(B)時(shí),說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D. 恒容容器中,充入惰性氣體(如Ar) ,平衡不移動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選BC。
(2)在容積固定的V L密閉容器中加入n mol A、2n mol B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)2C(g) ΔH
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