【題目】150℃時(shí),向下圖所示的恒壓容器中加入4LN2 H2的混合氣體,在催化劑作用下充分反應(yīng)(催化劑體積忽略不計(jì)),正反應(yīng)放熱。反應(yīng)后恢復(fù)到原溫度。平衡后容器體軹變?yōu)?/span>3.4L,容器內(nèi)氣體對相同條件的氫氣的相對密度為5。

(1)反應(yīng)前混合氣體中V(N2):V(H2)=______;反應(yīng)達(dá)平衡后V(NH3)=__L;該反應(yīng)中N2轉(zhuǎn)化率為___。

(2)向平衡后的容器中充入0.2molNH3,一段時(shí)間后反應(yīng)再次達(dá)到平衡,恢復(fù)到150℃時(shí)測得此過程中從外界吸收了6.44 kJ的熱量。請回答:充入NH3時(shí),混合氣體的密度將__________(增大”、“減小不變”),在達(dá)到平衡的過程中,混合氣體的密度將____(增大”、“減小不變”)。反應(yīng)重新達(dá)平衡昀混合氣體對氫氣的相對密度將______5(“>”、“<” “ = ”)

【答案】 1:3 0.6 30% 增大 減小 =

【解析】試題分析:本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算,恒溫恒壓下的等效平衡、影響化學(xué)平衡的因素以及各物理量的變化。

(1)設(shè)原N2的體積為x,則原H2的體積為4-x,轉(zhuǎn)化的N2體積為y,在恒溫恒壓下氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比,運(yùn)用三段式

N2 + 3H22NH3

V(起始)(L) x 4-x 0

V(轉(zhuǎn)化)(L) y 3y 2y

V(平衡)(L) x-y 4-x-3y 2y

(x-y)+(4-x-3y)+2y=3.4L,y=0.3L。平衡后容器內(nèi)氣體對相同條件的氫氣的相對密度為5,平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為52=10,根據(jù)質(zhì)量守恒得28x+2(4-x)=103.4,x=1L。反應(yīng)前混合氣體中V(N2):V(H2)=1L:(4L-1L)=1:3。反應(yīng)達(dá)平衡后V(NH3)=20.3L=0.6L。N2的轉(zhuǎn)化率為0.3L1L100%=30%。

(2)由于該容器為恒溫恒壓容器,混合氣體的密度與平均摩爾質(zhì)量成正比,平衡后再充入0.2molNH3,由于NH3的摩爾質(zhì)量(17g/mol)大于平衡時(shí)平均摩爾質(zhì)量(10g/mol),充入NH3時(shí)混合氣體的密度將增大。0.2molNH3采用極限一邊倒換算后為0.1molN20.3molH2,與原平衡的起始對應(yīng)物質(zhì)成比例,則達(dá)到的新平衡與原平衡為恒溫恒壓下的等效平衡,即重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量仍為10g/mol,所以在達(dá)到平衡的過程中,混合氣體的密度將減小,重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體對氫氣的相對密度不變仍等于5。

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(1)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖;
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若使上述反應(yīng)中剩余的銅片繼續(xù)溶解,可向其中加入硝酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為:

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