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氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用.請回答下列問題:
(1)在固定體積的密閉容器中,進行合成氨的反應,測得壓強變化和NH3的含量關系如下表所示,請完成下列問題:
壓強(MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
①結合實驗數(shù)據,你得出的結論是:
 

②下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是:
 
(填序號).
A.v(N2(正)=3v(H2(逆)  B.容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
C.混合氣體的密度保持不變     D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E.容器內壓強保持恒定         F.混合氣體的平均相對分子質量保持不變
(2)若有甲、乙兩個容積相同且不變的密閉容器,向甲容器中加入1mol N2和3mol H2,在一定條件下到達平衡時放出熱量為Q1 kJ;在相同的條件下,向乙容器中加入2mol NH3達到平衡后吸收熱量為Q2 kJ,已知Q2=3Q1.則甲容器中H2的轉化率為
 

(3)最近一些科學家研究采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實現(xiàn)氨的電解法合成,大大提高了氮氣和氫氣的轉化率.總反應式為:N2+3H2
通電
一定條件
2NH3.則在電解法合成氨的過程中,應將H2不斷地通入
 
極(填“正”、“負”、“陰”或“陽”);在另一電極通入N2,該電極反應式為
 
考點:化學平衡狀態(tài)的判斷,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的計算
專題:化學平衡專題,電化學專題
分析:(1)隨著壓強的增大,氨氣的含量增大;
(2)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,且不等于0,各物質的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進行判斷,得出正確結論;
(3)根據等效平衡進行計算;
(4)根據電解原理進行判斷,書寫電極反應式.
解答: 解:(1)隨著壓強的增大,氨氣的含量增大,故壓強增大,平衡向氣體體積縮小方向移動,NH3%增大,
故答案為:壓強增大,平衡向氣體體積縮小方向移動,NH3%增大;
(2)A.氮氣與氫氣的化學計量數(shù)之比為3:1,故3v(N2(正)=v(H2(逆),故A錯誤;
B.平衡時各物質的濃度之比取決于物質的起始濃度和轉化率,故各物質的濃度之比不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據,故B錯誤,
C.密度=
總質量
體積
,總質量不變,體積也不變,故混合氣體的密度保持不變不能作為判斷是否達到化學平衡狀態(tài)的依據,故C錯誤;
D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率,即正逆反應速率相等,故D正確;
E.反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不等,故容器內壓強保持恒定可作為判斷是否達到化學平衡狀態(tài)的依據,故E正確;
F.平均相對分子量=
總質量
總物質的量
,總質量不變,總物質的量在變,故混合氣體的平均相對分子質量保持不變可作為判斷是否達到化學平衡狀態(tài)的依據,故F正確,
故答案為:DEF;
(3)甲容器中加入1mol N2和3mol H2,乙容器中加入2mol NH3,兩者是等效平衡,且Q2=3Q1,故1mol N2和3mol H2完全轉化所放出的熱量為Q=Q2+Q1,即Q=4Q1,故甲容器中H2的轉化率為
Q1
Q
=
1
4
=25%,故答案為25%;
(4)電解池的陽極失電子,發(fā)生氧化反應,在合成氨中氫氣失電子,故應將H2不斷地通入陽極;陰極通入N2,得電子,發(fā)生還原反應,電極反應式為N2+6H++6e-=2NH3,故答案為:N2+6H++6e-=2NH3
點評:本題考查化學平衡的影響因素、化學平衡的特征、等效平衡和電解原理,綜合性較強,難度較大.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

化學用語是學習化學的重要工具.下列用來表示物質變化的化學用語中,錯誤的是( �。�
A、鋼鐵腐蝕時可能發(fā)生的正極反應:2H2O+O2+4e-═4OH-
B、明礬水解的離子方程式:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
C、足量氫氧化鈉溶液與碳酸氫鈉溶液混合:OH-+HCO3-═H2O+CO32-
D、表示氫氣燃燒熱的化學方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-1

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖所示的實驗裝置或操作不能達到實驗目的是(  )
A、
   實驗室制取氨氣
B、
配制100mL 0.1mol/L鹽酸
C、
 測定中和反應的反應熱
D、
   實驗室制備乙酸乙酯

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科目:高中化學 來源: 題型:

分子式為C5H10O2的酸和分子式為C5H12O的醇在酸性條件下形成的酯共有( �。�
A、16種B、20種
C、32種D、40種

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科目:高中化學 來源: 題型:

已知:還原性HSO3?>I?,氧化性IO3?>I2.在含3mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液.加入KIO3和析出I2的物質的量的關系曲線如圖所示.下列不正確的是( �。�
A、0--b:3HSO3-+IO3-=3SO42-+I-+3H+
B、a點時消耗NaHSO3的物質的量為1.2 mol
C、b~c間I2是還原產物
D、當溶液中I?與I2的物質的量之比為5:2時,加入的KIO3為1.8mol

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科目:高中化學 來源: 題型:

化合物A[KxFe(C2O4y?zH2O,其中鐵元素為+3價]是一種重要的光化學試劑.
(1)制備化合物A的實驗流程如下:

①上述流程中,檢驗“過濾”后的固體已洗滌干凈的方法是
 

②上述流程“操作X”中加入H2O2的目的是
 

(2)測定化合物A的化學式實驗步驟如下:
a、準確稱取A樣品4.91g,干燥脫水至恒重,殘留物質的質量為4.37g;
b、將步驟a所得固體溶于水,加入還原鐵粉0.28g,恰好完全反應;
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中,加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和適量蒸餾水,再加入0.50mol/L的
KMnO4溶液24.0mL,微熱,恰好完全反應:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
請通過計算填空:
①4.91g A樣品中含結晶水的物質的量為
 
mol.
②A樣品中
n(Fe3+)
n(C2
O
2-
4
)
=
 

③A的化學式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

綜合利用CO2對環(huán)境保護及能源開發(fā)意義重大.
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2.如果尋找吸收CO2的其他物質,下列建議合理的是
 

a.可在堿性氧化物中尋找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c.可在具有強氧化性的物質中尋找
(2)Li2O吸收CO2后,產物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、釋放CO2.原理是:在500℃,CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3;平衡后加熱至700℃,反應逆向進行,放出CO2,Li4SiO4再生,說明該原理的化學方程式是
 

(3)利用反應A可將釋放的CO2轉化為具有工業(yè)利用價值的產品.
反應A:CO2+H2O
 電解 
.
高溫
CO+H2+O2
已知:

①反應Ⅱ是
 
反應(填“吸熱”或“放熱”),其原因是
 

②反應A的熱化學方程式是
 

(4)高溫電解技術能高效實現(xiàn)(3)中反應A,工作原理示意圖如圖:

①電極b發(fā)生
 
(填“氧化”或“還原”)反應.
②CO2在電極a放電的反應式是
 

(5)CO與H2在高溫下合成C5H12(汽油的一種成分)減少碳排放.已知燃燒1mol C5H12(g)生成H2O(g)放出約3540kJ的熱量.根據化學平衡原理,說明提高合成C5H12的產率可采取的措施是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

由化學工業(yè)出版社2013年出版的《甲醇工藝學》介紹,工業(yè)上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇.相關數(shù)據如下表所示:
化學反應 平衡常數(shù) 溫度℃
500 700 800
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
K1K2 K3 2.51.0 0.341.70 0.152.52
請回答下列問題:
(1)反應①是
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應.
(2)上述三個反應中△H1、△H2、△H3的關系式為
 

(3)判斷反應③的△H-T△S
 
0.
(4)反應③是在恒容密閉等溫條件下,當反應達到平衡時,H2的物質的量濃度為c1,然后向容器中再加入一定量的H2,待反應再一次達到平衡后,H2的物質的量濃度為c2.則是c1
 
c2的關系.(填>、<、=).
(5)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-a kJ/mol.下列措施中能使
n(CH3OH)
n(CO2)
增大的是
 
(填寫序號).
a.升高溫度            b.充入He(g),使體系壓強增大
c.將H2O(g)從體系中分離        d.再充入1mol CH3OH(g)
(6)500℃,反應CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),△H3=-a kJ/mol.在1L密閉容器中充入
1mol CO2、3mol H2,平衡后熱量變化為Q kJ,CO2的轉化率為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下表中評價合理的是(  )
選項 內容 評價
A 一定條件下0.5mol N2和1.5mol H2反應,平衡時放熱a kJ,則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=2a kJ?mol-1 正確
B 氯化鎂溶液與氨水反應:Mg2++2OH-═Mg(OH)2 錯誤,氨水不應寫成離
子形式
C 向硫酸銨溶液中加入氫氧化鋇溶液:
Ba2++SO42-═BaSO4
正確
D 等物質的量的Cl2與FeBr2在溶液中反應:
2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++4Cl-+Br2
錯誤,F(xiàn)e2+與Br-的化學計量數(shù)之比應為l:2
A、AB、BC、CD、D

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