内容正文:
第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题(共20题)
1.用来表示可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)(正反应放热)的正确图象是下图中的( ):
A. B.
C. D.
2.反应,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等
D.v正(N2)=3v逆(H2)
3.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是
A.恒温恒容条件下,工业合成氨过程中增大氮气的量
B.Na与无水乙醇反应时,增大无水乙醇的用量
C.在与两溶液反应时,增大压强
D.的催化氧化是放热反应,降低温度可加快反应速率
4.理论研究表明,在101 kPa和298 K下,异构化反应过程能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.HCN比HNC稳定
B.该反应难自发进行
C.该异构化反应的 kJ⋅mol
D.使用合适的催化剂,可以改变反应的转化率
5.向体积为10L的恒容密闭容器中通入1.1和1.1制备,反应原理为。在不同温度(、)下测得容器中随时间的变化曲线如图所示。
下列说法不正确的是
A.温度Ta>Tb
B.时,0~4内v(CH4)=0.25mol·L-1·min-1
C.时,若改为恒温恒压容器,平衡时n(CO)>0.6mol
D.时,平衡时再充入1.1,平衡常数不变
6.工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。在一定条件下a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g),测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10 L,温度为Ta,下列说法不正确的是
A.容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1
B.a、b两容器的温度可能相同
C.在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大
D.该反应在Ta温度下的平衡常数为27
7.在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应,原料气中SO2和O2的物质的量之比不同时,SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。图中A点原料气的成分是,,,下列有关说法正确的是(已知:用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)
A.该反应是吸热反应
B.
C.A点时SO2分压
D.在500℃,2,m1的条件下,该反应SO2转化率大于88%
8.化学实验是学习化学的重要途径。下列所示装置或操作不能达到实验目的的是
A.测定生成氢气的速率
B.证明温度对化学平衡的影响
C.测定NaClO溶液的pH
D.中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
9.某温度下,反应2A(g)⇌B(g)-Q(Q>0)在密闭容器中达到平衡,平衡后,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态,此时,下列叙述正确的是
A.若其他条件不变,升高温度,则a<b
B.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则a>b
C.若保持温度、容积不变,充入少量B气体,则a<b
D.若保持温度、压强不变,充入B气体,则a=b
10.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L-1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10~55 ℃间溶液变蓝时间,55 ℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断正确的是
A.40 ℃之前,温度升高反应速率减慢,变蓝时间变长
B.40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的升高变短
C.图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等
D.图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1
11.XY+Z是一吸热的可逆基元反应,其正反应的活化能为Ea,逆反应的活化能为Eb,则下列活化能大小关系表述正确的是
A.Ea>Eb B.Ea<Eb C.Ea= D.Ea=Eb
12.一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:,开始时加入4molA、6molB、2molC,在2min末测得C的物质的量是4mol。下列叙述正确的是
A.用A表示平均反应速率为
B.反应前后压强不变
C.恒容充入He,反应速率增大
D.2min末B的浓度为
13.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),增加碳的用量可加快反应速率
B.用铁片与稀硫酸反应制H2,改用98%的浓硫酸可加快生成H2的速率
C.用锌片与稀盐酸反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率不变
D.反应2SO2(s)+O2(g)2SO3(g)在密闭容器中进行,压缩容器体积,反应速率增大
14.下列说法正确的是
A.恒温恒容下,,当混合气体的密度不再发生变化时,能表明该反应达到平衡状态
B.恒温恒容下,达到平衡,移走部分N,平衡向正反应方向移动
C.,反应达至平衡后,升温,则反应速率和的平衡转化率均增大
D.实验室制氢气,为了加快反应速率,可在稀硫酸中加少量固体
15.2022年6月5日,我国长征二号运载火箭搭载神舟十四号载人飞船顺利升空,其动力燃料是偏二甲肼,火箭发射时只要将其和四氧化二氮在发动机燃烧室混合即可,核心反应为:。对于该反应下列说法不正确的是
A.用表示键能之和,该反应(反应物)(生成物)
B.由该热化学反应方程式可知,偏二甲肼的燃烧热为
C.该反应物的总能量大于生成物总能量
D.该反应的,,反应在任意条件下均能自发进行
16.已知键能:H—H键为,Br—Br键为,H—Br键为。一定温度下,反应的反应历程与能量的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.该反应的正反应是放热反应
B.,加入催化剂时,、及均减小
C.已知,若反应,则
D.升高温度,正逆反应速率均加快,且正反应速率加快的程度较大
17.下列选项表示2M+N3P+4Q反应速率最快的是
A.v(M)=0.5mol·L-1·s-1 B.v(N)=0.3mol·L-1·s-1
C.v(P)=0.8mol·L-1·s-1 D.v(Q)=0.9mol·L-1·s-1
18.对于可逆反应,在一定条件下达到平衡状态,下列有关叙述正确的是( )
①增大物质A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,减小
③压强增大一倍,平衡不移动,、不变
④增大物质B的浓度,
⑤加入催化剂,物质B的转化率提高
A.①②⑤ B.④ C.②③④ D.④⑤
19.最近科学家采用真空封管法制备的磷化硼纳米颗粒,作与合成[]反应的催化剂,在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示(部分物质未画出)。
下列说法正确的是
A.与生成和的反应为放热反应
B.上述反应生成的副产物中,比多(相同条件下)
C.在合成甲醇的过程中,降低能量变化,可提高反应速率
D.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和生成
20.某温度下,在2 L的密闭容器中,充入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)⇌4C(s)+2D(g),反应一段时间达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是
A.增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.达平衡后B的转化率为
C.增加A,平衡正向移动,化学平衡常数增大
D.若升高温度,A的转化率增大,则该反应∆H<0
二、非选择题(共5题)
21.往5mL0.005mol/LFeCl3+5mL0.01mol/LKSCN+1mol/LKSCN溶液的试管B中滴加1滴2mol/L的氢氧化钠溶液,充分振荡,溶液的颜色为什么会变浅 ?由此得出的实验结论是什么 ?
22.已知可逆反应为:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
(1)从表中的数据可以推断:此反应是 (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下开始时向恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2O达到平衡后CO的转化率为 .
温度/℃
400
500
830
平衡常数K
10
9
1
(2)在500℃,按照下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述反应,达到平衡后下列关系正确的是 .
实验编号
反应物投入量
平衡时H2浓度
吸收或放出的热量
反应物转化率
1
1、1、0、0
c1
Q1
α1
2
0、0、2、2
c2
Q2
α2
3
2、2、0、0
c3
Q3
α3
A.2c1=c2=c3 B.2Q1=Q2=Q3 C.α1=α2=α3 D.α1+α2=1
(3)如图表示此反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件使浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是 (任写一种)
23.反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是 反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响? (填“有”、“无”),原因是 。
(3)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1 ,E2 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
工业合成氨工艺过程如图,回答下列问题:
24.工业合成氨中对原料气必须净化的原因是 。
25.合成氨时采用500℃左右的温度进行,主要是因为在该温度时 。
26.Y气体含 。
27.在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行
如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如右表:
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题;
(1)试比较K1、K2的大小,K1 K2(填写“>”、“=”或“<”)
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b.υ(N2)正=3υ(H2)逆
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数的值为 。
当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3 mol和2 mol、1 mol时,则该反应的
υ(N2)正 υ(N2)逆 (填写“>”、“=”或“<”)
(4)(3)中反应平衡时,升高温度,NH3转化率 (填“变大”、“变小”、“不变”)
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
A
D
B
B
D
C
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
D
D
A
B
D
B
B
C
B
1.A
A.正反应放热,则升高温度正逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,C的含量降低,图象吻合,故A正确;
B.升高温度正逆反应速率都增大,图象不吻合,故B错误;
C.由于反应前后气体的体积不变,则增大压强平衡不移动,正逆反应速率增大的倍数相同,图象不吻合,故C错误;
D.由于反应前后气体的体积不变,则增大压强平衡不移动,则A的转化率不变,故D错误。
故选:A。
2.A
A.已知反应为正向放热反应,平衡发生移动时,恒压绝热容器内温度一定变化,当容器内的温度不再变化时,说明已达平衡状态,A符合题意;
B.反应在恒压条件下进行,反应前后压强均不变,则容器内的压强不再变化,不能说明已达平衡状态,B不符合题意;
C.断开H—H键和生成N—H键均指正反应方向,不能判断是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应速率之比等于对应化学计量系数之比,同时当同一物质v正=v逆时达到平衡,则当v正(N2)∶v逆(H2)=1∶3,即v正(N2)=v逆(H2)时反应达到平衡,D不符合题意;
故选A。
3.A
A.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,A符合题意;
B.无水乙醇为纯液体,增大用量,浓度不变,故反应速率也不会变,B不符合题意;
C.反应在溶液中进行,没有气体生成,增大压强,反应速率基本不变,C不符合题意;
D.降低温度反应速率会变慢,D不符合题意;
答案选A。
4.D
A.能量越低越稳定,由图可知能量更低,比HNC稳定,故A正确;
B.该反应为吸热反应,,且,因此该反应难自发进行,故B正确;
C.该异构化反应的起始状态能量差值为59.3KJ·mol-1,故,故C正确;
D.使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能使平衡移动,不可以改变反应的转化率,故D错误;
故选D。
5.B
A.根据“先拐先平数值大”知,其它条件相同时温度高的先达到平衡状态,根据图知Ta条件下先达到平衡状态,所以Ta>Tb,故A正确;
B.Ta时,0~4min内v(CO)===0.0125mol•L-1•min-1,相同时间内各物质的速率之比等于方程式系数比,即v(CH4)=v(CO)=0.0125mol•L-1•min-1,故B错误;
C.图中Tb时为恒温恒容条件下发生的反应,随着反应进行气体物质的量增大导致容器内压强增大,如果改为恒温恒压条件下,与原来相比相当于减小压强,减小压强平衡向气体体积增大方向移动,即正向移动,反应物的转化率增大,所以平衡时n(CO)>0.6mol,故C正确;
D.平衡常数只与温度有关,Tb时,平衡时再充入1.1mol CH4,平衡正向移动但温度不变平衡常数不变,故D正确;
答案为B。
6.B
观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知,当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态,a容器用了4 min,b容器用了6.5 min,两个容器中反应快慢不同,因此温度肯定不同。用三段式分析a容器中各物质的相关量:
A.容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为==0.025 mol·L-1·min-1,故A正确;
B.根据以上分析a、b两容器的温度不可能相同,故B错误;
C.因为该反应条件为恒温恒容,反应后气体的物质的量增大,所以在达到平衡前,容器a的压强逐渐增大,故C正确;
D.该反应在Ta温度下的平衡常数为 mol2·L-2=27 mol2·L-2,故D正确;
故选B。
7.D
A.由图可知,m相同时,温度越高、转化率越小,可知升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A错误;
B.增大氧气的量可促进二氧化硫的转化,则m越小、转化率越大,则m1、m2、m3的大小顺序为m1>m2>m3,故B错误;
C.A点原料气的成分是,,,二氧化硫的转化率为88%,则
分压=总压×物质的量分数,即A点平衡时SO2的分压=1200Pa,故C错误;
D.在500℃,2,相当于在原基础上增大压强,平衡正向进行,所以m1的条件下,该反应SO2转化率大于88%,故D正确;
故选D。
8.C
A.图A装置可通过测定一定时间内生成氢气的体积,计算生成氢气的速率,故A不符合题意;
B.只有温度不同,可探究温度对化学平衡的影响,故B不符合题意;
C.NaClO溶液pH不能使用pH试剂测定,故C符合题意;
D.图D装置为测定中和热的装置,故D不符合题意;
故答案选C。
9.D
A.若其他条件不变,升高温度,平衡正向移动,减小,则b<a,A错误;
B.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则平衡逆向移动,增大,a<b,B错误;
C.若保持温度、容积不变,充入少量B气体,则平衡正向移动,但根据勒夏特列原理可知减小,b<a,C错误;
D.若保持温度、压强不变,充入B气体,则前后为等效平衡,平衡后a=b,D正确;
选D。
10.D
A.从图象中可以看出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,说明没有生成I2,故A错误;
B. 40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,说明没有生成I2,故B错误;
C.图中b、c点对应的反应温度不同,反应速率不同,故C错误;
D.a点时间为80s,浓度变化量为=0.004mol/L,a点对应的NaHSO3反应速率=5.0×10-5mol·L-1·s-1,故D正确;
答案选D。
11.A
由题意可知,反应△H=Ea—Eb>0,所以活化能Ea>Eb,故选A。
12.D
由题意得:。
A.用A表示平均反应速率为,故A错误;
B.反应前后气体分子数不等,反应后压强变小,故B错误;
C.恒容充入He,各物质浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.2min末B的浓度为,故D正确;
故选:D。
13.D
A.碳单质是固体,浓度不变,因此增加碳的用量对化学反应速率无影响,A错误;
B.若改为浓硫酸,溶液中H+减小,而且Fe被浓硫酸氧化产生致密的氧化物保护膜,会阻止金属的进一步反应,即发生钝化,因此不能加快反应速率,B错误;
C.用锌片与稀盐酸反应,加入适量的NaCl溶液,溶液对酸其稀释作用,c(H+)降低,故反应速率降低,C错误;
D.压缩容器的容积,反应混合物的浓度增大,反应速率加快,D正确;
故合理选项是D。
14.A
A.该反应中生成物N为固体,所以未平衡时气体的总质量会发生改变,但容器恒容,气体体积不变,所以密度会变,当密度不变时说明达到平衡,A正确;
B.N是固体,没有物质的量浓度的概念,移走N平衡不移动,B错误;
C.该反应焓变小于0,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,H2的平衡转化率减小,C错误;
D.加少量Cu(NO3)2固体,酸性环境中硝酸根优先氧化Zn,生成NO,消耗氢离子,且会使生成的氢气不纯,D错误;
故选A。
15.B
A.反应的焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,E总(反应物)- E总(生成物),故A正确;
B.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,此反应生成水蒸气,不是稳定氧化物,故B错误;
C.该反应是燃烧反应,是放热反应,,则反应物的总能量大于生成物总能量,故C正确;
D.燃烧是放热反应,,从反应物气体物质系数之和3增加到生成物气体物质系数之和9,熵变增加,,根据,则反应在任意条件下均能自发进行,故D正确;
故选B。
16.D
A.由图可知,为正反应活化能,为逆反应活化能,,,为吸热反应,A项错误;
B.加入催化剂时,、降低,但不变,选项B错误;
C.由于H—H键的键能大于H—Br键,若反应 ,则Br—Br键的键能应小于H—Br键,即,又,则,选项C错误;
D.该反应为吸热反应,升高温度,正反应速率加快的程度大于逆反应速率加快的程度,使平衡向正反应方向移动,选项D正确。
答案选D。
17.B
化学反应速率大小比较时,可转化为比较各物质速率与化学计量数的比值大小,比值越大,化学反应速率越大。,,,,故选B。
18.B
①物质A是固体,增大物质A的量对化学平衡无影响,①错误;
②升高温度,、均增大,平衡向逆反应(吸热反应)方向移动,②错误;
③该反应为反应前后气态物质总物质的量不变的反应,增大压强平衡不移动,但、都增大,③错误;
④增大物质B的浓度,正反应速率增大,,平衡向正反应方向移动,④正确;
⑤催化剂不能使化学平衡发生移动,故物质B的转化率不变,⑤错误;
综上所述,④正确,B满足题意。
答案选B。
19.C
A.根据图示,反应物总能量小于生成物总能量,与生成和的反应为吸热反应,故A错误;
B.生成CO的活化能小于生成的活化能,所以生成的副产物中,比少,故B错误;
C.在合成甲醇的过程中,能量变化最大,即能垒最高,反应速率最慢,降低能量变化,可提高反应速率,故C正确;
D.反应生成甲醇和水,没有非极性键生成,故D错误;
选C。
20.B
列三段式:,
A.该正反应方向为气体分子数减小的方向,则增大压强,平衡向正反应方向移动,A错误;
B.达平衡后B的转化率为,B正确;
C.温度不变,增加A,化学平衡常数不变,C错误;
D.若升高温度,A的转化率增大,说明平衡正向移动,则该反应为吸热反应,∆H>0,D错误;
故选:B。
21. 加入NaOH溶液后,OH-与溶液中的Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中c(Fe3+)减小,从而使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动,c[Fe(SCN)3]减小,溶液的红色变浅 其他条件不变,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动
Fe3+与SCN-存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,滴加氢氧化钠溶液后,由于OH-与溶液中的Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中c(Fe3+)减小,从而使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动,c[Fe(SCN)3]减小,溶液的红色变浅,由此得出的实验结论是:其他条件不变,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
22. 放 66.7% AD 降低温度或增加水蒸气的量
(1)升高温度平衡向吸热反应方向移动,根据温度与化学平衡常数关系确定反应热;根据化学平衡常数计算CO的转化率;
(2)各物质起始物质的量均为1∶1等于化学计量数之比,结合方程式可知,故平衡时n(CO)=n(H2O)、n(CO2)=n(H2),由于500℃时平衡常数K==9,平衡时n(CO2)≠n(CO),则转化率不是50%;B中转化到左边可以得到2molCO、2molH2O,恒温恒容下B、C是完全等效平衡,平衡时相同物质的浓度相同、物质的量相同;恒温恒容下,C等效为在A的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,反应物转化率相等、相同物质的含量相等;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,可以通过改变温度、改变水蒸气或氢气的量实现。
(1)随着温度的升高,化学平衡常数减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应;设CO的转化率为x,
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 1 2 0 0
反应(mol) x x x x
平衡(mol) 1−x 2−x x x
化学平衡常数K==1,x=66.7%,故答案为:放;66.7%;
(2)各物质起始物质的量均为1∶1等于化学计量数之比,结合方程式可知,故平衡时n(CO)=n(H2O)、n(CO2)=n(H2),由于500℃时平衡常数K═=9,平衡时n(CO2)≠n(CO),则转化率不是50%;B中转化到左边可以得到2molCO、2molH2O,恒温恒容下B、C是完全等效平衡,平衡时相同物质的浓度相同、物质的量相同,则:c2=c3,B、C平衡时n(CO2)≠n(CO),转化率不是50%,故Q2≠Q3,设平衡时CO为ymol,则α3=,α2=,故α3+α2=1,可推知α3≠α2;恒温恒容下,C等效为在A的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,反应物的转化率相等、相同物质的含量相等,则α1=α3,c3=2c1,Q3=2Q1,结合上述分析可知:2c1=c2=c3 ,Q3=2Q1≠Q2,α1=α3≠α2 ,α1+α2=1,故答案为:AD;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,且CO和CO2浓度变化有接触点,所以可以通过改变降低温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现;故答案为:降低温度;增加水蒸气的量。
【点睛】本题的难点为(2),要注意500℃时平衡常数K==9,并结合等效平衡的规律判断。
23. 放热 无 催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差,即反应热不变 减小 减小
(1)由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量,则该反应的正反应为放热反应;
(2)加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,但是催化剂不改变反应物总能量与成物总能量之差,即反应热不变,所以催化剂对该反应的反应热无影响;
(3)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小。
24.防止催化剂中毒 25.铁催化剂在400-500℃活性最大 26.N2和H2
【解析】24.过多的杂质气体进入,也可能降低催化剂的催化活性,所以要对原料气体进行除杂处理,故答案为:防止催化剂中毒;
25.利用氮气和氢气合成氨气是发热反应,升高温度,不利于平衡正向移动,此时应该考虑催化剂活性,所以答案为:铁催化剂在400-500℃活性最大;
26.通过热交换以后,产物气体和原料气体混合进入冷却环节,将氨气液化以后,可以对氨气进行较彻底的分离,此时剩余的氮气和氢气,则可以回收利用,所以答案为:N2和H2
27.(1)>(1分)(2)c(2分)
(3)2(2分)>(2分)
(4)变大(1分)
(1)对于放热反应,温度越高,平衡逆向移动,反应平衡常数越小;
(2)根据平衡状态的判断依据判断;
(3)化学平衡常数,正反应平衡常数和逆反应的平衡常数互为倒数,根据浓度熵和平衡常数的关系来确定平衡的移动方向;
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H<0,则2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ⊿H>0,根据温度升高,平衡移动的规律进行分析。
(1)该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1 >K2 ;
综上所述,本题正确答案为:>;
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,反应是气体体积减小的放热反应,则
a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比,不能证明正逆反应速率相等,故a错误;
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,3υ(N2)(正)=υ(H2)(逆)是平衡状态,故b错误;
c、容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故c正确;
d、如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度始终不变,故d错误;
综上所述,本题正确选项:c
(3)400℃时,反应2NH3 (g)N2(g)+3H2 (g)的化学平衡常数K的值和反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数呈倒数,所以K=1/0.5=2;容器的体积为0.5L,NH3和N2、H2 的物质的量浓度分别为:6mol/L、4mol/L、2mol/L,400℃时,浓度商Qc =4×23/62=8/9<K=2,说明反应正向进行,因此有υ(N2)正>υ(N2)逆;
综上所述,本题正确答案:2;>;
(4)如果N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H<0,则2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ⊿H>0;当该反应平衡时,升高温度,平衡右移,NH3转化率变大;
综上所述,本题正确答案:变大。
学科网(北京)股份有限公司
$$