自1913年工業(yè)合成氨投產以來,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.請回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/molN2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol2H2(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:
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ/mol

(2)某研究小組在673K、30MPa條件下,在體積為VL的密閉容器中進行反應:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),其n(H2)和n(NH3)隨時間變化的關系如圖所示.
下列敘述正確的是
AC
AC
.(填字母)
A.點a的正反應速率比點b的大
B.點c處反應達到化學平衡狀態(tài)
C.若t3時由673K升至773K,則n(H2)將增大
D.t2、t3時刻,n(N2)不相等
(3)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:(寫出計算過程)①3min內以H2表示的化學反應速率;②該條件下的平衡常數(shù)?
分析:(1)由已知熱化學方程式根據(jù)蓋斯定律構造目標熱化學方程式.
(2)A、氨氣的物質的量越小,反應物的物質的量越大,反應物濃度越大正反應速率越快.
B、c點以后氨氣、氫氣的物質的量發(fā)生變化.
C、升高溫度平衡向吸熱方向移動.
D、t2、t3時刻,可逆反應處于平衡狀態(tài).
(3)利用三段式計算出各物質的濃度變化、平衡時各物質的濃度.
①根據(jù)v=
△c
△t
計算v(H2).
②平衡常數(shù)k=
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
,將平衡濃度代入計算.
解答:解:(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
由蓋斯定律可知,①×2-②×2+③×3得:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ/mol
故答案為:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ/mol.
(2)A、由圖可知氨氣在點a比在點b時的物質的量小,故a點時反應物的濃度大,反應物濃度越大正反應速率越快,故點a的正反應速率比點b的大,故A正確;
B、由圖可知c點后氨氣物質的量增大,氫氣的物質的量減小,c點未處于平衡狀態(tài),平衡向正反應進行,故B錯誤;
C、合成氨正反應是放熱反應,升高溫度平衡向吸熱方向移動,即向逆反應移動,則n(H2)增大,故C正確;
D、t2、t3時刻,可逆反應處于相同平衡狀態(tài),n(N2)相等,故D錯誤.
故選:AC.
(3)等于可逆反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物質的量濃度(mol/L)  0.6     1.6               0
轉化物質的量濃度(mol/L)  0.2     0.6              0.4
平衡物質的量濃度(mol/L)  0.4      1               0.4     
①3min內以H2表示的化學反應速率v(H2)=
0.6mol/L
3min
=0.2mol/(L?min).
答:3min內以H2表示的化學反應速率為0.2mol/(L?min).
②平衡常數(shù)k=
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
=
(0.4mol/L)2
0.4mol/L?(1mol/L)3
=0.4L2/mol2
答:該條件下的平衡常數(shù)為0.4L2/mol2
點評:考查熱化學方程式書寫、影響平衡移動的因素、平衡圖象、化學平衡計算等,難度中等,注意掌握三段式解題法與蓋斯定律.
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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.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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