【题目】1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖.氨的合成不仅解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡问题,在国防、能源、轻工业方面也有广泛用途.
Ⅰ.以氨为原料,合成尿素的反应原理为:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H=a kJ/mol.
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比( )及温度的关系,研究小组在10L恒容密闭容器中进行模拟反应,并绘出如图(Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时,CO2的转化率与温度之间的关系).
(1)a0 (填“>”或“<”),判断依据是 .
(2)①投料比:Ⅱ(填“>”或“<”).
②若n(CO2)起始=10mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,在100℃条件下发生反应,达平衡至A点,则A点与起始压强比为 .
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系:KAKB(填“>”或“<”或“=”).B点正反应速率与C点正反应速率间的关系为:v(B)v(C)(填“>”或“<”或“=”).
(3)若按曲线Ⅰ的投料比投料,在上述实验中压缩容器体积至5L,在图中画出反应达平衡时的二氧化碳的转化率与温度之间的关系曲线.
(4)为提高CO2转化率可以采取的措施是 .
a.使用催化剂 b.及时从体系中分离出部分CO(NH2)2c.将体系中的水蒸气液化分离
氨气可用于工业上生产硝酸,其尾气中的NO2可用氨水吸收生成硝酸铵,25℃时,将10molNH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液中滴加1L某浓度的氨水,溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动,此中性溶液中NH3H2O的物质的量为mol.(25℃时,NH3H2O的电离平衡常数Kb=2×10﹣5)
【答案】
(1)<;投料比相同时,温度越高,二氧化碳的转化率越低,说明平衡向逆方向移动,正方向为放热反应
(2)<;5:7;=;<
(3)
(4)c;逆向;0.05
【解析】解:Ⅰ.(1)由图可知,投料比相同时,温度越高,二氧化碳的转化率越低,说明平衡向逆方向移动,逆方向为吸热反应,正方向为放热反应,△H<0,则a<0,
所以答案是:<;投料比相同时,温度越高,二氧化碳的转化率越低,说明平衡向逆方向移动,正方向为放热反应;(2)①相同温度下,投料Ⅰ时CO2的转化率高,投料Ⅱ的转化率低,在固定容器中增大氨气的量,可提高二氧化碳的转化率,说明反应物投料比 是Ⅰ中的小,
所以答案是:<;②若n(CO2)起始=10mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,则n(NH3)= =25mol,达到平衡A点时,二氧化碳的转化率为50%,则有三行式:
2NH3(g) | + | CO2(g) | ═ | CO(NH2)2(l) | + | H2O(g) | |
起始量: | 25mol | 10mol | 0mol | 0mol | |||
改变量: | 10mol | 5mol | 5mol | 5mol | |||
平衡量: | 15mol | 5mol | 5mol | 5mol |
则平衡时气体总物质的量为25mol,起始气体总物质的量为35mol,则A点与起始压强比=物质的量之比,即 = ,
所以答案是:5:7;③A点和B点的温度相同,所以平衡常数相同;C点的温度更高,所以C点正反应速率比B点的正反应速率高,
所以答案是:=;<;(3)按曲线Ⅰ的投料比投料,压缩容器体积,平衡向气体体积缩小的方向移动,即正方向移动,二氧化碳的转化率增大,则在相同温度下,二氧化碳的转化率同等程度高于投料Ⅰ,由此平滑的画出曲线: ,
所以答案是: ;(4)a.使用催化剂,平衡不移动,不能提高二氧化碳的转化率,故a错误;
b.及时从体系中分离出部分CO(NH2)2 , 尿素的浓度不变,平衡不移动,不能提高二氧化碳的转化率,故b错误;
c.将体系中的水蒸气液化分离,减小生成物浓度,平衡正向移动,提高了二氧化碳的转化率,故c正确;
所以答案是:c;
Ⅱ.NH4NO3溶于水,溶液显酸性,是铵根的水解引起:NH4++H2ONH3H2O+H+ , 水解促进水的电离,向该溶液中滴加1L某浓度的氨水,溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将受到抑制,即逆向移动,向该溶液中滴加1L稀氨水后溶液呈中性可知,c(OH﹣)=10﹣7mol/L,
设平衡时NH3H2O的物质的量为x,溶液的体积为1L,
则:
NH3H2O | NH4+ | + | OH﹣ | ||
平衡时的浓度(mol/L ): | x | 10 | 10﹣7 |
由电离平衡常数可知: =2×10﹣5 , x=0.05,
所以答案是:逆向;0.05.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和弱电解质在水溶液中的电离平衡的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时,弱电解质的电离就处于电离平衡状态;电离平衡是化学平衡的一种,同样具有化学平衡的特征.条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理才能正确解答此题.
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂.关于维生素P的叙述正确的是( )
A.若R为甲基则该物质的分子式可以表示为C16H10O7
B.分子中有三个苯环
C.lmol该化合物与NaOH溶液作用消耗NaOH的物质的量以及与氢气加成所需的氢气的物质的量分别是4 mol、8 mol
D.lmol该化合物最多可与7molBr2完全反应
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大.A的核外电子总数与其电子层数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同主族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子.回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为 .
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写两种).
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是;酸根呈三角锥结构的酸是 . (填化学式)
(4)c和e形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为 .
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示).该化合物中阴离子为 , 阳离子中存在的化学键类型有;该化合物加热时首先失去的组分是 , 判断理由是 .
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【题目】下列各反应,能用同一离子方程式表示的是( )
A.氢氧化铜与盐酸; 氢氧化铜与醋酸
B.氯化钡溶液与硫酸铜溶液; 氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液
C.碳酸氢钠溶液与稀硫酸 碳酸钠溶液与稀硫酸
D.石灰石与稀硝酸 石灰石与稀盐酸
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】现有失去标签的CaCl2、AgNO3、HCl、和Na2CO3四瓶溶液.为了确定四种溶液的成分,将它们编号为A、B、C、D后进行化学实验.实验记录如下:
实验顺序 | 实验内容 | 实验现象 |
① | A+B | 无明显现象 |
② | B+D | 有无色无味气体放出 |
③ | C+B | 有白色沉淀生成 |
④ | A+D | 有白色沉淀生成 |
根据上述实验完成下列各小题:
(1)A、B、C、D四瓶溶液分别是(用化学式表示所含溶质)ABCD
(2)写出B与D反应的离子方程式写出B与C反应的离子方程式 .
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】对下列事实的解释错误的是( )
A.在蔗糖中加入浓H2SO4后出现发黑现象,说明浓H2SO4具有脱水性。
B.浓H2SO4和浓HCl混合可制得氯化氢,说明浓H2SO4是一种难挥发的酸。
C.常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓H2SO4不反应。
D.反应CuSO4+H2S = CuS↓+H2SO4能进行,说明CuS既不溶于水,也不溶于硫酸。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
序号 | 反应物 | 产物 |
① | KMnO4、H2O2、H2SO4 | K2SO4、MnSO4… |
② | C12、FeBr2 | FeC13、FeBr3 |
③ | MnO … | Cl2、Mn2+… |
A.第①组反应的其余产物为H2O
B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1:2
C.第③组反应中生成1mol Cl2 , 转移电子5mol
D.氧化性由强到弱顺序为MnO >Cl2>Fe3+>Br2
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某校化学实验兴趣小组为了探究实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),完成下列问题.
(1)用MnO2和浓盐酸混合共热制得氯气的化学方程式是;
(2)若用含有0.2mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2 , 制得的Cl2体积在标准状况下总是小于1.12L的原因是;
(3)①装置B的作用是;②装置D和E出现的不同现象说明的问题是;
③装置F的作用是;
④装置G中发生反应的化学方程式为 .
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