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大气固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大气固氮和合成氨的部分K值:

 
N2+O22NO
N2+3H22NH3
温度
25℃
2000℃
25℃
400℃
平衡常数K
3.84×10-31
0.1
5×108
200
 
(1)大气固氮是_______(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
①以空气为原料制备N2,其方法是______________________________________。
②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为____________________、__________________。
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:
CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)
要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可________(“升”“降”)温、____(“增”“降”)压。
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3NH4++NH2-。
①液氨的离子积可以表示为________________。
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10-30。若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)_________ (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2-)    b.c(NH4+)·c(NH2-)=1.0×10-30     c.c(NH2-)> c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为_______________________。

(1)吸热(1分);寻找常温下能发生反应的催化剂(1分)。
(2)①将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)(1分)。
②C(s)+ H2O (g)CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)CO2+ H2O(1分);升、降(2分)。
(3)① K= c(NH4+)?c(NH2-)(1分)  ②a(2分)
(4)NH4++ NH2-→2NH3(2分)

解析试题分析:(1)根据表中数据,温度升高,平衡常数增加,说明大气固氮是吸热反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是寻找常温下能发生反应的催化剂。
(2)①以空气为原料制备N2,其方法是将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)。②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为C(s)+ H2O (g)=CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)=CO2+ H2O。CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反应是放热反应, 要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可升温降压,可使平衡左移即可。
(3)NH3+NH3NH4++NH2-。①液氨的离子积可以表示为K= c(NH4+)?c(NH2-)。②由于液氨能电离出NH2-,当加入NaNH2时电离出NH2-的量和钠离子的量肯定相等,但加上原NH2-时,就有c(Na+)<(NH2-) ,a错误;
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为NH4++ NH2-→2NH3。
考点:本题考查化学平衡常数的运用,平衡移动和电离平衡对离子的分析。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:A(g) B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJ·mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30

4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
 
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为________。
(2)由总压强p和起始压强P0计算反应物A的转化率a(A)的表达式为________,平衡时A的转化率为________,列式并计算反应的平衡常数K________。
(3)①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物A的物质的量n(A),n(总)=________mol,n(A)=________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L-1)
0.10
a
0.026
0.0065
 
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律,得出的结论是________,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L-1。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
已知COCl2(g)??Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108 kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):

(1)化学平衡常数表达式K=________,计算反应在第8 min时的平衡常数K=________;
(2)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“=”);
(3)若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=________;10~12 min内CO的平均反应速率为v(CO)=________;
(4)比较产物CO在2~3min、5~6min和12~13min时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13))的大小________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上采用乙苯与CO2脱氢生产重要化工原料苯乙烯
(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH="-166" kJ·mol-1
(1)①乙苯与CO2反应的平衡常数表达式为:K=            。 
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是    (填代号)。 

(2)在3 L密闭容器内,乙苯与CO2的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO2的起始浓度分别为1.0 mol·L-1和3.0 mol·L-1,其中实验Ⅰ在T1℃,0.3 MPa,而实验Ⅱ、Ⅲ分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图1所示。
                      
图1                                    图2
①实验Ⅰ乙苯在0~50 min时的反应速率为    。 
②实验Ⅱ可能改变的条件是      。 
③图2是实验Ⅰ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图2中补画实验Ⅲ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
(3)若实验Ⅰ中将乙苯的起始浓度改为1.2 mol·L-1,其他条件不变,乙苯的转化率将    (填“增大”“减小”或“不变”),计算此时平衡常数为    。 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为      。
此温度下该反应的平衡常数K=          。
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是           。
a.向容器中按原比例再充入原料气
b.向容器中再充入惰性气体
c.改变反应的催化剂
d.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:

①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是 _________。
a.v(NO2)=2v(O2)   
b.容器内压强保持不变     
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________。
a.及时分离出NO2气体           b.适当升高温度 
c.增大O2的浓度                 d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是______(填代号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
  
(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=                  ; H2的平衡转化率为_________________________。
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。写出反应的热化学方程式                        。
(3)该温度下,反应平衡常数K=______________(填数值),温度升高,平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)恒容条件下,下列措施中能使反应体系中增大的措施有               。
a.升高温度         b.充入He气        c.再充入2 molH2      d.使用催化剂

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

如图所示的装置中发生反应2A2(g)+B2(g)2C(g);△H=" -a" kJ/mol(a >0),已知P是可自由滑动的活塞。在相同温度时关闭K,向A, B容器中分别充入2mol A2和1mol B2两容器分别在500℃时达平衡,A中C的浓度为w1 mol/L,放出热量 b kJ,B中C的浓度为w2 mol/L,放出热量 c kJ。请回答下列问题:
(1)此反应的平衡常数表达式为______________________;若将温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)。
(2)比较大小:w1_____ w2(填>、=、<),a、b、c由大到小的关系 ______________________。
(3)若打开K,一段时间后重新达平衡,容器B的体积将______________________(填增大,减小或不变)。
(4)若让A,B体积相等且固定P,在B中改充入4mol A2和2mol B2,在500℃时达平衡后C 的浓度为w3 mol/L,则 w1,w3的关系______________________。
(5)能说明A中已达到平衡状态的是            (填序号,有一个或多个选项符合题意)。
a、v(C)=2v(B2)                  
b、容器内气体压强保持不变
c、容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化             
d、容器内的气体密度保持不变
(6)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____________。
a、及时分离出C气体             b、适当升高温度
c、增大B2的浓度                  d、选择高效的催化剂

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:SO2(g)+O2(g) SO3(g) △H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正)      v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为    。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是    (填字母)。

A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3
C.降低温度
D.移动活塞压缩气体
(4)若以如图所示装置,用电化学原理生产硫酸, 写出通入O2电极的电极反应式为    。

(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为_____。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:

实验编号
①
②
③
④
⑤
温度(℃)
30
40
50
60
70
显色时间(s)
160
80
40
20
10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为                                          。
(2)该实验的目的是                                                   。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是           ,实验现象为                                 。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是     (填字母)。
A.温度     B.试剂的浓度      C.试剂的用量(体积)       D.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是                                     。
(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是       。

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