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训练(二)
(满分:58分限时:40分钟)
非选择题(包括必考题和选考题两部分。第26~28题为必考题,每道题考生都必需作答。第35、36题为选考题,考生依据要求作答。)
(一)必考题(共43分)
26.(14分)工业合成氨对人类生存贡献巨大,反应原理为N2(g)+3H2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3(g)ΔH。
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在肯定条件下发生反应,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速度v(N2)=。
(2)平衡后,欲提高H2的转化率,可以实行的措施有。
A.加入催化剂
B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度
D.加入肯定量N2
(3)科学家探讨在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图甲所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中的部分微粒)。
写出步骤c的化学方程式:;由图像可知合成氨反应的ΔH(填“>”“<”或“=”)0。
(4)将n(N2)∶n(H2)=1∶3的混合气体,匀速通过装有催化剂的刚性反应器,反应器温度改变与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图乙。随着反应器温度上升,NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的缘由是。某温度下,混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为2×107Pa,平衡时总压为起先的90%,则H2的转化率为。用某物质的平衡分压(气体分压p分=p总×体积分数)代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=(分压列计算式、不化简)。
(5)合成氨的原料气H2可来自甲烷水蒸气催化重整(SMR)。我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛探讨。通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH4→Cads/[C(H)n]ads+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-\f(n,2)))H2;其次步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2,如Cads/[C(H)n]ads+2H2O→CO2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2+\f(n,2)))H2。反应过程和能量改变残图如图丙(过程①没有加催化剂,过程②加入催化剂),过程①和②ΔH的关系:①(填“”“”或“=”)②;限制整个过程②反应速率的是第(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)步,其缘由为。
27.(14分)工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计如下试验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽视NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)试验原理
①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试验装置(如图所示,量气管为碱式滴定管改装)
连好装置后,首先应进行的操作是。
(3)试验过程:称得装置D的初始质量为yg;称取xgAlN样品置于装置B锥形瓶中,各装置中加入相应药品,重新连好装置;读取量气管的初始读数为amL(量气装置左右液面相平)。
①欲首先测量Al4C3质量分数的有关数据,对K1、K2、K3三个活塞的操作是关闭活塞,打开活塞。
②若无恒压管,对所测气体体积的影响是(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③量气管中液面不再发生改变,说明反应已经结束。读取读数之前,应对量气管进行的操作为;若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面,所测气体的体积(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④记录滴定管的读数为bmL(已知:该试验条件下的气体摩尔体积为VmL·mol-1),则Al4C3的质量分数为(用可能含a、b、x、y、Vm的代数式表示)。
⑤测量AlN质量分数的数据:首
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