2017-2018学年鲁科版选修4 第二单元第四节 化学反应条件的优化-工业合成氨练习题

适用年级:高二
试卷号:252595

试卷类型:课时练习
试卷考试时间:2018/10/10

1.综合题(共2题)

1.
1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.

回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)  2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示);
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字) ;
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________;
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号
实验条件
平衡时反应中的能量变化

恒温恒容
放热Q1kJ

恒温恒压
放热Q2kJ

恒容绝热
放热Q3kJ
 
下列判断正确的是____________;
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amol/L的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol/L的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“="”)" ;
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-,写出负极的电极反应式____________。
2.
氨气在工业上有广泛用途。请回答以下问题:
(1)工业上利用N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) ∆H<0合成氨,某小组为了探究外界条件对该反应的影响,以c0 mol/L H2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图。
   
①相对a而言,b可能改变的条件是____________,判断的理由是__________________;
②a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)=_____________mol·L-1·min-1;  
(2)有人利用NH3和NO2构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染,又能充分利用化学能进行粗铝的精炼,如图B所示,e极为精铝。   
a极通入____气体(填化学式),判断的理由是___________________________________;

(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,如图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。
 
①能判断N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)达到平衡的是______(填序号) ;
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v(N2)=3v(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T1、T2、T3温度下的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3由大到小的排序为_______________,
③此时N2的平衡分压为__________Mpa,(分压=总压×物质的量分数)
计算出此时的平衡常数Kp=________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字并带上单位)

2.填空题(共1题)

3.
(1)某科研小组研究:在恒温、恒容(容器容积为2L,)下N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)反应的变化。初始条件n (H2)=" 3mol" 、n (N2)=1mol,反应达到平衡时H2的转化率为60%,NH3的体积分数约为43%
①此条件下反应的平衡常数K=__________;
②若初始条件n (NH3)= 2mol,反应达到平衡时NH3的转化率为____;
③若初始条件n (H2)=" 6mol" 、n (N2) =2mol,反应达到平衡时NH3的体积分数__43%,此时移除0.5 mol NH3 ,再次达到平衡时NH3的体积分数__43% (填 “>、<、="”)" ;
(2)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注;
一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)  4NO2(g)+O2(g),ΔH>0
①下表为该反应在T1温度下的部分实验数据
t/s
0
500
1000
c(N2O5)/mol·L—1
5.00
3.52
2.48
 
则500s内NO2的平均生成速率为____________;
②现以NO2、O2、N2O5、熔融盐NaNO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式__________;
在电解池中生成N2O5的电极反应式为____________。
试卷分析
  • 【1】题量占比

    综合题:(2道)

    填空题:(1道)

  • 【2】:难度分析

    1星难题:0

    2星难题:0

    3星难题:0

    4星难题:3

    5星难题:0

    6星难题:0

    7星难题:0

    8星难题:0

    9星难题:0