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2015-11-17
20. (18分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。工业上以天然气为原料合成氨。其生产工艺如下:造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段
⑴造气阶段的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.1 kJ/mol
①在一密闭容器中进行上述反应,测得 CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示。反应中处于平衡状态的时间为 ▲ 、 ▲ ;10 min时,改变的外界条件可能是 ▲ 。
②如图2所示,在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应,并维持反应过程中温度不变。则达到平衡时,两容器中CH4的转化率大小关系为:α甲(CH4) ▲ α乙(CH4);
⑵转化阶段发生的可逆反应为:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
一定温度下,反应的平衡常数为K=1。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质
的物质的量见下表:
CO H2O CO2 H2
0.5 mol 8.5 mol 2.0 mol 2.0 mol
此时反应中正、逆反应速率的关系式是 ▲ (填序号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)
⑶合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=-92.4kJ•mol ‾1
①依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
②根据勒夏特列原理,简述提高合成氨原料转化率
的一种方法 ▲ 。
(4)工业合成氨的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。求:
①该条件下的平衡常数为__▲___;
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量__▲__(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
21. (10分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
⑴I中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是 ▲ 。
⑵II中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 。起始时容器充入1molNO、0.5molO2,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。
①比较p1、p2的大小关系 ▲ 。
②在温度为500℃、压强为p2条件下,平衡混合气中NO2的体积分数 ▲ 。
⑶III中,将NO2(g)转化成N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH1 2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
A B C
反应过程中能量变化正确的是 ▲ (填序号)。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式 ▲ 。
高二化学期中考试参考答案及评分标准
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题包括10小题,每题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B D A C C B D A
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题为0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就为0分。)
题号 11 12 13 14 15
答案 C AD AB BC D
第II卷(非选择题,共80分)
16.(16分,每空2分)
(1)
实验编号 实验目的 T/K pH c/10-3 mol·L-1
H2O2 Fe2+
① 探究温度对降解反应速率的影响 313 6.0 0.30
③ 探究溶液的pH对降解反应速率的影响
(2)8.0×10-6 (3)H2O2在温度过高时迅速分解 (4)不能
(5)在溶液中加入碱溶液,使溶液的pH大于或等于10(其他合理答案均可)
17.(10分,每空2分)
(1)9.5%; (2)增大 ;
(3)>;升高温度反应向吸热反应方向进行,即化学平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大。
(4)(图略)。注意:t0到t1时只要起点在坐标(0,2) 、平衡点在坐标(t1,0.2)处的示意图均算对;t1到t2 是平行于时间轴的直线,起点必须在(t1,0.4)。
18.(10分,每空2分)
(1) 5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s) ΔH=-1377.22 kJ·mol-1
(2) ①c(N2)c(CO2)2/[c(CO)2c(NO)2 ] ②ad ③不 b
19.(16分,每空2分)
(1) C (2 ) 淡黄 < 中 (3) 酸性 4
(4)①吸热反应,温度升高,平衡正向移动,NO含量增大
②△H>0,△S<0,在任何温度下均不自发。
20.(18分,每空2分)
⑴ ①⑴5~10分钟、12分钟后 升高温度 ②<
⑵ a
⑶ ①
②增大压强或降低温度或分离液氨
(4)①400 ②<
21.(10分,每空2分)
⑴ 4NH3+5O2 4NO+6H2O
⑵ ①p2> p1 ②50%
⑶ ①A ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
最后,希望精品小编整理的高二第一学期期中考试化学试卷对您有所帮助,祝同学们学习进步。
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