某工廠以天然氣、水蒸氣和空氣為原料和能源合成氨的流程如右圖：

該流程中外熱式一級烴轉(zhuǎn)化器系指以 CH4為燃料在烴氣轉(zhuǎn)化器外面加熱使之維持 8000C高溫的工業(yè)裝置。內(nèi)熱式一級烴氣轉(zhuǎn)化器系指以H2在裝置內(nèi)燃燒為能量維護一級烴氣轉(zhuǎn)化器所生成的CO與H2O(g)反應生成CO2和H2所需10000C高溫的裝置。在編號為i－v的反應器中發(fā)生如下反應：

A．CH4+2O2＝CO2 +2H2O B．CH4+H2O(g)＝CO +3H2
C．2CH4+3H2O(g)＝CO + CO2 +7H2 D．K2CO3+CO2 +H2O＝2KHCO3
E．CO+ H2O(g)CO2 + H2ΔH＜0     F．2H2 +O2＝2H2O
（1）反應A發(fā)生在編號為______的反應器中，它的作用是_______________________________。
（2）反應F發(fā)生在編號為____________的反應器中。
（3）反應D的作用是____________。
（4）屬于制備合成氨原料氣的反應有______(填化學方程式編號）。
（5）為什么轉(zhuǎn)化反應要分兩步——第一步在4000C時進行,第二步在200 0C時進行？
________________________________________________________________________________。

（1） ⅰ 2分   該反應放出的熱量使反應C在800℃下進行 2分 （2） ⅱ 2分
（3） 除去混合氣體中的CO2    2分 （4） B、C、E  3分
（5） 400℃時能加快反應E的速率,縮短達到平衡所需要的時間 2分；又因該反應是放熱反應,故在200℃時有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率 2分

解析試題分析：（1）由于外熱式一級烴轉(zhuǎn)化器系指以 CH4為燃料在烴氣轉(zhuǎn)化器外面加熱使之維持 8000C高溫的工業(yè)裝置，即容器ⅰ中是以甲烷燃燒為提供能量的裝置，所以反應A發(fā)生容器ⅰ中，其作用是該反應放出的熱量使反應C在800℃下進行。
（2）由于內(nèi)熱式一級烴氣轉(zhuǎn)化器系指以H2在裝置內(nèi)燃燒為能量維護一級烴氣轉(zhuǎn)化器所生成的CO與H2O(g)反應生成CO2和H2所需10000C高溫的裝置，即該裝置是以氫氣燃燒提供能量，所以反應F發(fā)生在容器ⅱ中。
（3）由于碳酸鉀可以吸收CO2，因此反應D的作用是除去混合氣體中的CO2。
（4）合成氨需要的原料是氫氣與氨氣，而反應B、C、E中均有氫氣生成，所以屬于制備合成氨原料氣的反應有B、C、E。
（5）由于溫度高反應速率快，到達平衡的時間少。所以分兩步進行的原因是400℃時能加快反應E的速率,縮短達到平衡所需要的時間；又因該反應是放熱反應，降低溫度有利于平衡向正反應方向進行，故在200℃時有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率。
考點：考查外界條件對反應速率與平衡狀態(tài)的影響、合成氨工業(yè)氫氣制備流出的有關(guān)判斷

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

將等物質(zhì)的量的A、B混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）∶c（B）＝3∶5，C的平均反應速率為0.1mol/（L·min）。求：
（1）此時A的濃度c（A）＝________mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）＝n（B）＝________mol。
（2）B的平均反應速率：v（B）＝________mol/（L·min）。
（3）x的值為________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中（假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4（s）  2NH3（g）＋CO2（g）
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡總壓
強/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡氣體總濃度/mol·
L－1
2.4×
10－3
3.4×
10－3
4.8×
10－3
6.8×
10－3
9.4×
10－3
 
（1）可以判斷該分解反應已經(jīng)達到平衡的是________。
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密閉容器中總壓強不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計算25.0 ℃時的分解反應平衡常數(shù)：_______________。
（3）取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中，在25.0 ℃下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將________（填“增加”、“減少”或“不變”）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應生成以CO和H2為主的合成氣，合成氣有廣泛應用。試回答下列問題：
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應為：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)  ΔH＞0。已知在1 100 ℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K=0.263。
①溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，此時平衡常數(shù)K值   (填“增大”、“減小”或“不變”)；
②1 100 ℃時測得高爐中，c(CO2)="0.025" mol·L-1，c(CO)="0.1" mol·L-1，則在這種情況下，該反應向   進行(填“左”或“右”)，判斷依據(jù)是          。
(2)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇，有關(guān)反應為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH＝－49.0 kJ·mol-1，現(xiàn)向體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，反應過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。

①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝       。
②反應達到平衡后，下列措施能使增大的是           (填符號)。

A．升高溫度 B．再充入H2 C．再充入CO2 D．將H2O(g)從體系中分離
E．充入He(g)

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)在100 ℃恒溫條件下將0.100 mol的N2O4充入體積為1 L的真空密閉容器中，發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0。隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

t/s
c/(mol·L－1)　　
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)/(mol·L－1)
0.100
a
0.5b
0.4b
 
 
c(NO2)/(mol·L－1)
0
0.060
b
c1
c2
c3
 
請回答下列問題：
①表中a＝________，在0～20 s內(nèi)N2O4的平均反應速率為_______mol·(L·s)－1。
②已知100 ℃時該反應的平衡常數(shù)為0.36，則表中b、c1、c2的大小關(guān)系為________，c3＝________mol·L－1，達到平衡時N2O4的轉(zhuǎn)化率為________________________________。
(2)室溫下，把SiO2細粉放入蒸餾水中，不斷攪拌，能形成H4SiO4溶液，反應原理如下：
SiO2(s)＋2H2O(l)??H4SiO4(aq)　ΔH
①寫出該反應的化學平衡常數(shù)K的表達式：____________________________。
②實際上，在地球的深處，由于壓強很大，固體、液體都會受到影響。在一定溫度下，在10 000 m以下的地球深處，上述反應的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移動”)，理由是_______________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

25 ℃時，在體積為2 L的密閉容器中，氣態(tài)A、B、C的物質(zhì)的量n隨時間t的變化如圖1所示，已知達到平衡后，降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大。

t2～t3
t4～t5
t5～t6
t7～t8
K1
K2
K3
K4
 
(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，寫出該反應的化學方程式：__________________。此反應的平衡常數(shù)表達式K＝___，從反應開始到第一次平衡時的平均速率v(A)為___。
(2)在5～7 min內(nèi)，若K值不變，則此處曲線變化的原因是__________。
(3)如圖2表示此反應的反應速率v和時間t的關(guān)系圖，各階段的平衡常數(shù)如表所示。K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為________(用“>”、“<”或“＝”連接)。A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時間是________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

硫一碘循環(huán)分解水制氫的主要反應如下：

（1）上述循環(huán)反應的總反應可以表示為____________________；反應過程中起催化作用的物質(zhì)是__________（選填編號）。
a．         b．         c．      d．HI
（2）一定溫度下，向2L密閉容器中加入1molHI（g），發(fā)生反應II，的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。0~2min內(nèi)的平均反應速率_________。

（3）對反應II，在相同溫度和體積下，若開始加入的HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則以下_________也是原來的2倍（選填編號），
a．平衡常數(shù)            b．HI的平衡濃度
c．達到平衡時間         d．平衡時的體積分數(shù)
（4）實驗室用鋅和稀硫酸反應制取，反應時溶液中水的電離平衡______移動（選填“向左”、“向右”或“不”）；若加入少量下列試劑中的_____（選填編號），產(chǎn)生的速率將增大。
a．      b．      c．      d．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

一定溫度下，在2L密閉容器中NO2和O2可發(fā)生下列反應： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)+5286 kJ已知體系中n(NO2)隨時間變化如下表：

t(s)
 		0
 		500
 		1000
 		1500
 
n(NO2)(mol)
 		20
 		13.96
 		10.08
 		10.08
 
 
（1）能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是            。
A．v（NO2）=4v（O2）           B．容器內(nèi)壓強保持不變
C．v逆（N2O5）=2v正（O2）       D．容器內(nèi)密度保持不變   
（2）反應達到平衡后，NO2的轉(zhuǎn)化率為   ，此 時若再通入一定量氮氣，則NO2的轉(zhuǎn)化率將   (填“增大”、“減小”、“不變”)。
（3）圖中能表示N2O5的濃度變化的曲線是        ，用O2表示從0~500s內(nèi)該反應的平均速率v=          。

（4）能使該反應的反應速率增大，且平衡向正應方向移動的是         。
A．及時分離出NO2氣體          B．適當升高溫度
C．增大O2的濃度               D．選擇高效催化劑

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“外界條件對化學反應速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢。該小組設計了如下方案：

實驗編號
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
溫度
濃度(mol·L－1)
體積(mL)
濃度(mol·L－1)
體積 (mL)
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
 
（1）已知反應后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，每消耗1molH2C2O4轉(zhuǎn)移_______mol電子。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
（2）探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是________(填編號，下同)，可探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗編號是________。
（3）實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應速率v(KMnO4)＝________mol·L－1·min－1。
（4）已知實驗③中c(MnO4-)～反應時間t的變化曲線如下圖。若保持其他條件不變，請在圖中畫出實驗②中c(MnO4-)～t的變化曲線示意圖。

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同步練習冊答案