高二化学选修2课后训练35

课后训练1．工业合成氨时将N2和H2按体积比1∶3通入合成塔中，在不同条件下达到平衡时，混合物中NH3的含量(体积分数)如下表：试分析上表所提供的数据，判断下列说法一定正确的是()。A．无论其他条件如何改变，只要增大压强就能提高NH3在平衡混合物中的含量B．无论其他条件如何改变，只要升高温度就有利于提高N2的转化率C．无论其他条件如何改变，只要降低温度就能提高NH3在平衡混合物中的含量D．由上表数据可知，NH3的合成是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应2．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应方向为放热反应)，下列说法中正确的是()。A．达到平衡后加入N2(保持反应容器体积一定)，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡小B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应的速率，又提高了NH3的产率C．达到平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小3．在容积相同的四个容器中，按下列要求充入各气体，并加入适当的催化剂，在400℃时分别建立平衡，四种情况下H2的转化率由大到小的顺序是______。①1molN2＋3molH2②2molN2＋3molH2③1molN2＋4molH2④1molN2＋4molH2＋0.5molNH34．对于可逆反应2A(g)＋nB(？)2C(g)，达到平衡后，当其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动，则物质B的状态为______；若增大压强平衡不移动，则B的状态为______。5．在容积相同的不同密闭容器中，分别充入同量的N2和H2，在不同温度下，发生反应：3H2＋N22NH3，并分别在t0s时测定其中NH3的体积分数[φ(NH3)]，绘成如图的曲线。(1)A、B、C、D、E五点中，尚未达到化学平衡状态的点是______。(2)此可逆反应的正反应是______热反应。(3)AC段曲线是增函数，CE段曲线是减函数，试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由。6．合成氨工业中，原料气(N2、H2及CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料中的CO，其反应是[Cu(NH3)2Ac]＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO△H<0(1)必须除去原料气中CO的原因是________________________________________________________________________。(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件是________________________________________________________________________。(3)吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以循环使用，醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是________________________________________________________________________。7．利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：依据上述流程，完成下列填空：(1)天然气脱硫时的化学方程式是__________________________________。(2)nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol，产生H2________mol。(用含n的代数式表示)(3)K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是____________________。A．相似相溶原理B．勒夏特列原理C．酸碱中和原理(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于____________(写出CO2的一种重要用途)。(5)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第三处循环(循环方向、循环物质)。8．把N2和H2按物质的量之比1∶2，置于VL密闭容器中合成氨，达到平衡时测得混合气体中含NH3的体积分数为20%，求：(1)混合气体中含H2的体积百分数。(2)反应前后容器内的压强比。(3)N2和H2的转化率。参考答案1．解析：由题目中所给数据可知，若温度最低，压强最大，则转化率最高。当温度不变时，压强越大，氨气的含量越高，可知此反应气体总体积缩小；当压强相等时，温度越低，氨气的含量越高，所以确定正反应为放热反应。答案：D2．解析：达到平衡后，加入N2平衡向正反应方向移动，NH3的浓度增大了，而H2的浓度会减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于NH3的生成；达到平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。答案：AC3．解析：②是在①中增加N2，故H2的转化率增大，即②＞①。③是在①中增加H2，故H2的转化率减小，即①＞③。而④是在③基础上增加氨，平衡向逆反应方向移动，H2的转化率变小，有③＞④。由此可知H2的转化率由大到小的顺序为②＞①＞③＞④。答案：②＞①＞③＞④4．解析：增大压强，平衡向正反应方向移动，则正反应为气体体积缩小的方向，由于A、C均为气体且它们的化学计量数相等，所以B只能为气体。增大压强平衡不移，则B不可能为气体，故B为固体或液体。答案：气体固体或液体5．答案：(1)AB(2)放热(3)因为反应开始时，正反应速率大于逆反应速率，生成NH3的速率比消耗的NH3速率要大，故NH3的体积分数[φ(NH3)]不断增加，AC段曲线是增函数；而当达到平衡以后，温度升高、平衡逆向移动，故NH3的体积分数[φ(NH3)]不断减少，CE段曲线是减函数。6．解析：(1)CO可引起催化剂(铁触媒)的中毒，故要除去。(2)题给信息方程式是一个气体体积减小的放热反应，为使醋酸二氨合铜(Ⅰ)更好的吸收CO，即平衡向正反应方向移动，适宜条件应是低温、高压。(3)醋酸铜氨液再生，即平衡向逆反应方向移动，适宜的条件应是高温、低压。答案：(1)CO可引起催化剂(铁触媒)的中毒(2)低温、高压(3)高温、低压7．解析：(1)流程图中已给出反应物是H2S和Fe(OH)3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4没有参与反应，写出方程式再配平即可。(2)写出此反应的方程式：CH4＋H2O=CO＋3H2，就很容易地看出产生H2应为3×0.9n＝2.7nmol。(3)CO2为气体，加压有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。(4)此题考查了考生对CO2用途的记忆，写任一种用途即可。(5)合成氨反应是一可逆反应，H2和N2的转化率低，必须循环利用。答案：(1)3H2S＋2Fe(OH)3=Fe2S3＋6H2O(2)2.7n(3)B(4)生产纯碱(或作制冷剂等，其他合理答案也可以)(5)8．解析：根据题意，设N2和H2的物质的量分别为1mol和2mol，N2的转化率为x。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始物质的量(mol)120转化物质的量(mol)x3x2x平衡物质的量(mol)1－x2－3x2x即×100%＝20%，解得x＝25%，则H2的转化率×100%＝37.5%混合气体中氢气的体积百分数为×100%＝50%。根据阿伏加德罗定律可知，压强之比等于物质的量之比：p1/p2＝n1/n2＝(1＋2)/(1＋2－2×0.25)＝6/5答案：(1)50%(2)6/5(3)N2的转化率