化学反应原理综合题（解析版）

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1、1化学反应原理综合题化学反应原理综合题1(20242024 山西晋城 统考一模)氨是一种重要的化工产品。回答下列问题：(1)已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.0kJ/molH2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-240.0kJ/mol2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)H=-1644.0kJ/mol则反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s)H=kJ/mol，该反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。(2)下列关于合成氨工艺的理解中，正确的有(填标号)。A.控制温度远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快

2、的反应速率B.合成氨反应在不同温度下的H和S都小于零C.NH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行D.原料气中N2由分离空气得到，H2由天然气与水蒸气反应生成，原料气需要经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生(3)温度为T，压强恒定为pMPa，用Fe2O3处理NH3和HCN(起始时NH3的体积分数为58%)的混合气体，部分气体的体积分数随时间的变化如图，反应经30min达到平衡。030min内用NH3的压强变化表示的反应速率v(NH3)=MPamin-1。反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s)的平衡常数Kp=(MPa)2(列出计算式即可)；若升高温

3、度，该反应的平衡常数将(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)在催化剂作用下，可用NH3去除NO，其反应原理为4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下，n(NH3)：n(NO)分别为4：1、31、1：3时，得到的NO脱除率曲线如图所示：2曲线a中，在温度超过900时，NO脱除率骤然下降的原因可能是。曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是。【答案】(1)+1016.0高温(2)BCD(3)0.019p(0.45p)30.25p(0.01p)2增大(4)催化剂失去活性3：1【解析】(1)由盖斯定律可知，反应3-得到反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(

4、s)，则H=(-240.0kJ/mol)3-(-92.0kJ/mol)-(-1644.0kJ/mol)=+1016.0kJ/mol，该反应为熵增的吸热反应，高温条件下反应H-TS”、“=”或“”、“=”或“”)；A、B两点H2产率相等的原因是。(3)压强为100kPa下，1molC2H5OH g和3molH2O g发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。已知：CO的选择性n生成COn生成CO+n生成CO2573K时，10分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量n=mol。表示CO选择性的曲线是(填标号)。573K时，反应的Kp=(保留到小数点后两位)。

5、【答案】(1)-41.2kJ/mol高温(2)=B点温度高于A点，升高温度，反应II逆向移动消耗氢气的量与反应、反应正向移动产生H2的量相等(3)-0.6c14.04【解析】(1)观察知，反应=反应+2反应，则H=H1+2H2，H2=H-H12=+173.3kJmol-1-(+255.7kJmol-1)2=-41.2kJmol-1；G=H-TS0，H10，则反应能自发进行的条件为高温。(2)A、D两点的温度相同，则反应的平衡常数：KA=KD；每条曲线表示氢气相同的平衡产率，则在C点所在曲线上取一个点与B点温度相同，标为点E，E点与B点相比温度相同，但是E点的n H2On C2H3OH小于B点的

6、，而增大n H2On C2H3OH时，三个反应均会正向移动，氢气的产率增大，因此H2的产率：C点B点；A、B两点H2产率相等的原因是B点温度高于A点，升高温度，反应II逆向移动消耗氢气的量与反应、反应正向移动产生H2的量相等。(3)反应、为吸热反应，反应为放热反应，随着温度的升高，反应、平衡正向移动，反应平衡逆6向移动，反应逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性+CO2的选择性=1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b。573K时，10分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量n=1mol(1-60%)-1mol=-0.6mol。结合中分析知，表示CO选择性的曲线是c。573K时，CO2的选择性为85%，CO的选择性为15%，乙醇的转化率为0.6，则平衡时n(CO2)+n(CO)=1mol0.62=1.2mol，n(CO)=1.2mol15%=0.18mol，n(CO2)=1.2mol85%=1.02mol，设反应中C2H5OH g转化了xmol，反应中CO转化了ymol，反应中C2H5O