在一定條件下,合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L-1和b mol?L-1,反應為:N2+3H2?2NH3,氨氣的濃度隨時間變化如圖所示.
(1)反應到5min時,氫氣反應速率    .A的平衡常數(shù)為    (用含a,b的表達式表示)
(2)在10min時采取的措施是    ;
(3)-50°C時,液氨存在如下電離:2NH3?NH4++NH-2,K=2×10-12,往液氨中加入NH4Cl固體,K    2×10-12(填“<”、“>”或“=”)
(4)已知2A2(g)+B2(g)═2C3(g);△H=-a kJ/mol(a>0),在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃時充分反應達平衡后C3的濃度為w mol/L,放出熱量b kJ.若在原來的容器中,只加入2mol C3,500℃時充分反應達平衡后,吸收熱量c kJ,a、b、c之間滿足何種關系    (用代數(shù)式表示)
【答案】分析:(1)由圖可知,反應到5min時達平衡狀態(tài),氨氣的濃度為4mol/L,根據(jù)v=計算v(NH3),再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2);
根據(jù)三段式計算平衡時各組分的濃度,代入平衡常數(shù)k=計算;
(2)由圖可知,10min瞬間改變條件,NH3的濃度為原平衡的一半,隨后氨氣的濃度增大,改變條件平衡向生成氨氣的方向移動,應該是移走氨氣的物質(zhì)的量,降低氨氣的濃度;
(3)電離平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變,離子濃度無關;
(4)反應前后氣體的體積發(fā)生變化,恒溫恒容下,加入2mol C3,按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊,可得到2molA2(g)、1molB2(g),與開始加入2mol A2和1mol B2為等效平衡,平衡時對應組分的物質(zhì)的量相等,令平衡時容器內(nèi)C3的物質(zhì)的量為xmol,根據(jù)方程式計算兩種狀態(tài)到達平衡時參加反應的A2、C3物質(zhì)的量,在根據(jù)熱化學方程式計算熱量,據(jù)此計算解答.
解答:解:(1)由圖可知,反應到5min時達平衡狀態(tài),氨氣的濃度為4mol/L,故v(NH3)==0.8mol/(L?min),速率之比等于化學計量數(shù)之比,
故v(H2)=v(NH3)=×0.8mol/(L?min)=1.2mol/(L?min),
               N2+3H2?2NH3,
開始(mol/L):a   b    0
變化(mol/L):2   6    4
平衡(mol/L):a-2  b-6  4
故平衡常數(shù)k===
故答案為:1.2mol/(L?min);
(2)由圖可知,10min瞬間改變條件,NH3的濃度為原平衡的一半,隨后氨氣的濃度增大,改變條件平衡向生成氨氣的方向移動,應該是移走氨氣的物質(zhì)的量,降低氨氣的濃度,
故答案為:移走生成的氨氣,降低氨氣的濃度;
(3)電離平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變,離子濃度無關,故答案為:=;
(4)反應前后氣體的體積發(fā)生變化,恒溫恒容下,加入2mol C3,按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊,可得到2molA2(g)、1molB2(g),與開始加入2mol A2和1mol B2為等效平衡,平衡時對應組分的物質(zhì)的量相等,令平衡時容器內(nèi)C3的物質(zhì)的量為xmol,則:
對于開始加入2mol A2和1mol B2,根據(jù)2A2(g)+B2(g)═2C3(g)可知,參加反應的A2的物質(zhì)的量為xmol,故放出的熱量為akJ×=0.5axkJ,即b=0.5ax,
對于只加入2mol C3,由反應2C3(g)?2A2(g)+B2(g),參加反應的C3的物質(zhì)的量為(2-x)mol,故該反應吸收的熱量為akJ×=(1-0.5x)akJ,即c=(1-0.5x)a,
故b+c=a,
故答案為:b+c=a.
點評:本題考查化學反應速率計算、平衡常數(shù)有關計算與影響因素、化學平衡圖象與影響因素、等效平衡、反應熱的有關計算等,題目綜合性較大,難度中等,注意(4)中對于同一可逆反應,在相同溫度下,正逆反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反.
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科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?茂名二模)在一定條件下,合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L-1和b mol?L-1,反應為:N2+3H2→2NH3,氨氣的濃度隨時間變化如圖1所示.

(1)反應到5min時,氫氣反應速率
1.2mol?L-1?min-1
1.2mol?L-1?min-1

(2)在10min時采取的措施是
移去部分氨氣
移去部分氨氣
,A的平衡常數(shù)為
16
(α-2)(b-6)3
16
(α-2)(b-6)3
,點A的平衡常數(shù)K
=
=
(填“<”、“>”或“=”)B點的平衡常數(shù).
(3)若合成塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,在圖2坐標上畫出該合成氨反應過程中能量隨時間的變化示意圖.
(4)-50°C時,液氨存在如下電離:2NH3?NH4++NH-2,k=2×10-2,液氨的電離達到平衡時,各微粒的濃度大小關系為
c(NH3)>c(NH+4)=c(NH-2
c(NH3)>c(NH+4)=c(NH-2
,加入NH4Cl固體,K
=
=
2×10-12(填“<”、“>”或“=”)

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科目:高中化學 來源: 題型:

自1913年工業(yè)合成氨投產(chǎn)以來,合成氨工業(yè)不斷發(fā)展,氨又可以進一步制備硝酸,在工業(yè)上可進行連續(xù)生產(chǎn).請回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮氣體和水蒸氣的熱化學方程式:
 

(2)在一定條件下,合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L-1和b mol?L-1,反應為:N2+3H2?2NH3,氨氣的濃度隨時間變化如圖1所示.在10min時采取的措施是
 
,點A的平衡常數(shù)K
 
(填“<”、“>”或“=”)B點的平衡常數(shù).
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(3)若合成塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,在圖2坐標上畫出該合成氨反應過程中能量隨時間的變化示意圖.
(4)在一定體積的恒容密閉容器中,進行如下化學反應:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下表:
t/K 298 398 498
K 4.1×106 K1 K2
①比較K1、K2的大。篕1
 
K2(填“>”、“=”或“<”).
②判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
 
(填序號).
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)            B.v(N2)=3v(H2
C.容器內(nèi)壓強保持不變                    D.混合氣體的密度保持不變
(5)在一定溫度和催化劑下,將6.4mol H2和2.4molN2混合于一個容積為4L的密閉容器中發(fā)生反應,在3min末時反應恰好達平衡,此時生成了1.6mol NH3.計算該條件下的平衡常數(shù)(寫出計算過程).
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

在標準狀況下,1120 L N2和3360 L H2相混合通入合成塔,在一定條件下反應達到平衡,從合成塔出來的混合氣體在標準狀況下的密度為0.64 g·L-1,求N2的轉(zhuǎn)化率。若將混合氣體通過水得8 L溶液,求其物質(zhì)的量濃度。

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科目:高中化學 來源: 題型:

在一定條件下,把N2和H2按體積比1:3混合后通過合成塔,若從合成塔排出的混合氣體中NH3的體積占20%,則N2占的體積分數(shù)為(   )

  A.15%    B.20%    C.25%     D.30%

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科目:高中化學 來源:2010年廣東省茂名市高考化學二模試卷(解析版) 題型:解答題

在一定條件下,合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L-1和b mol?L-1,反應為:N2+3H2→2NH3,氨氣的濃度隨時間變化如圖1所示.

(1)反應到5min時,氫氣反應速率______.
(2)在10min時采取的措施是______,A的平衡常數(shù)為______,點A的平衡常數(shù)K______(填“<”、“>”或“=”)B點的平衡常數(shù).
(3)若合成塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,在圖2坐標上畫出該合成氨反應過程中能量隨時間的變化示意圖.
(4)-50°C時,液氨存在如下電離:2NH3?NH4++NH-2,k=2×10-2,液氨的電離達到平衡時,各微粒的濃度大小關系為______,加入NH4Cl固體,K______2×10-12(填“<”、“>”或“=”)

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