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氨的合成是最重要的化工生產之一。
I．工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法：
① 用焦炭跟水反應：      C(s）+ H2O(g)CO(g）+ H2(g)；
② 用天然氣跟水蒸氣反應：CH4(g）+ H2O(g） CO (g)+ 3H2(g)
已知有關反應的能量變化如下圖，則方法②中反應的ΔH =__________    ___。

Ⅱ．在3個1L的密閉容器中，同溫度下、使用相同催化劑分別進行反應：
3H2(g）+ N2(g）2NH3(g)，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，反應達到平衡時有關數(shù)據為：
容 器
甲
乙
丙
反應物投入量
3 mol H2、2 mol N2
6 mol H2、4mol N2
2 mol NH3
達到平衡的時間（min）
         t
5
8
平衡時N2的濃度（mol·L-1）
c1
3
 
N2的體積分數(shù)
ω1
ω2
ω3
混合氣體密度（g·L-1）
ρ1
ρ2
 
 
(1）下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
b．v（N2）正＝3v（H2）逆
c．容器內壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
(2）甲容器中達到平衡所需要的時間t     5min (填>、< 或=)
(3）乙中從反應開始到平衡時N2的平均反應速率       （注明單位）。
(4）分析上表數(shù)據，下列關系正確的是________．
a．2c1 =3mol/L         b．ω1 = ω2            c．2ρ1 = ρ2    
(5）該溫度下，容器乙中，該反應的平衡常數(shù)K=____  __（用分數(shù)表示）（mol/L）－2。
（16分）I．ΔH =（a+3b-c）( 3分）
Ⅱ．(1）c（3分）；
(2）t > 5 （2分）；
(3）0．2 mol·L-1·min-1（2分，數(shù)據1分，單位1分）
(4）c（3分）；
(5）K= 4/81（3分）

試題分析：I．由圖知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g）△H=-akJ/mol；    ①
H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g）      △H=-bkJ/mol；       ②
CH4(g)+2O2(g)= 2H2O(g)+ CO2(g）        △H=-ckJ/mol        ③；根據蓋斯定律得方法②中反應的ΔH =③-①-②×3=-c-(-a)-(-b)×3=（a+3b-c）kJ/mol；
Ⅱ．(1)a、平衡時容器內N2、H2、NH3的濃度之比不一定為1︰3︰2，錯誤；b、根據化學方程式得3v（N2）正＝v（H2）逆 ，錯誤；c、容器體積不變，一定溫度下，隨著反應的進行，氣體的物質的量在減少，所以容器的壓強逐漸減小，當平衡時，壓強不再變化，正確；d、根據質量守恒定律，該恒容容器中的氣體的密度一直不變，不能判斷平衡狀態(tài)的到達，錯誤，答案選c。
（2）甲與乙比，反應物的濃度小，所以反應速率慢，達平衡的時間長，則t>5min；
（3）氮氣的初始濃度是4mol/L，平衡濃度是3mol/L，所以氮氣的濃度減少1mol/L，則乙中氮氣的平均反應速率為1mol/L/5min=0．2mol·L-1·min-1
(4)乙與甲比，乙的反應物濃度是甲的2倍，相當于在甲的平衡的基礎上又充入3 mol H2、2 mol N2，若平衡不移動，則2c1 =3mol/L，ω1 = ω2，而實際在恒溫恒容時增大反應物的濃度平衡正向移動，所以3>2c1，ω2 >ω1 ，ab錯誤；對于恒容條件下的可逆反應，體系中各物質均是氣體，乙中的氣體質量是甲中氣體質量的2倍，所以乙的密度也是甲的2倍，c正確，答案選c。
(5)根據（3）的計算，消耗氮氣1mol/L，消耗氫氣3mol/L，則生成氨氣2mol/L．該溫度下，容器乙中各物質的平衡濃度分別為c（N2）=3mol/L，c（H2）=3mol/L，c（NH3）=2mol/L，所以
K= c（NH3）2/ c（N2）·c（H2）3=4/81（mol/L）－2
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

2012年6月16日18時37分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號F運載火箭，成功發(fā)射神舟九號飛船．火箭所需要的巨大能量由特制的燃料來提供，有關燃料燃燒過程中的變化，下列說法不正確的是（　�。�
A．所有的燃燒過程均是放熱的
B．需要點燃才能發(fā)生的燃燒過程是吸熱的
C．所有燃料在燃燒過程中均會發(fā)生化學鍵的斷裂
D．燃燒后產物的總能量一定小于反應物的總能量

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

（14分）近幾年來，我國中東部地區(qū)陷入嚴重的霧霾天氣，面對全球近期的氣候異常，環(huán)境問題再次成為焦點。非金屬氧化物的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑之一。請運用化學反應原理知識，回答下列問題：
Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多種方法。
（1）用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）＝4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H＝－57kJ?mol-1
②4CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H＝－1160kJ?mol-1
③H2O（g）＝H2O（l） △H＝－44.0kJ?mol-1
寫出CH4（g）與NO2（g）反應生成N2（g），CO2（g）和H2O（l）的熱化學方程式________________。
（2）用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為：C(s)+ 2NO（g） N2（g）+CO2（g）某研究小組向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T℃）條件下反應，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：
     濃度（mol/L）
時間（min）
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017
①T℃時該反應的平衡常數(shù)為____________（結果保留兩位有效數(shù)字）。
②30 min后改變某一條件，反應重新達到平衡，則改變的條件可能是___________________。
③若30min后升高溫度重新達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則該反應
△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。
Ⅱ、某科研小組為治理SO2對大氣的污染，利用煙氣中的SO2為原料制取硫酸。
（1）利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。請寫出該電池負極的電極反應式__________。
（2）利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常溫時吸收液吸收SO2的過程中，pH隨n(SO32－)：n(HSO3－)變化關系如下表：
n(SO32－)：n(HSO3－)
91：9
1：1
1：91
pH
8.2
7.2
6.2
以下離子濃度關系的判斷正確的是
A．NaHSO3溶液中c（H+）＜c （OH-）
B．Na2SO3溶液中c（Na+）＞c （SO32-）＞c （HSO3-）＞c （OH-）＞c（H+）
C．當吸收液呈中性時，c（Na+）＞c （HSO3-）＞c （SO32-）＞c（OH-）＝c（H+）
D．當n(SO32－)：n(HSO3－)＝1:1時，c（Na+）=c （HSO3-）+2c （SO32-）
②然后電解該NaHSO3溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式______________________________________。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

實驗測得：101 kPa時，1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ的熱量；1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)     ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)               ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．僅有②B．僅有②④C．僅有②③④D．全部符合要求

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

平衡是化學反應原理中的重要內容。按要求回答下列問題：
（1）已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)     ΔH1 平衡常數(shù)為K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)            ΔH2 平衡常數(shù)為K2
則反應NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH 1和ΔH 2表示)；此反應該溫度下的平衡常數(shù)K=______(用K1和K2表示)。
（2）已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)，該反應在3L密閉容器中，在兩種不同的條件下進行反應，A、B的起始物質的是分別為3.0mol和6.0mol，其中實驗I的條件為T1℃。A的物質的量隨時間的變化如圖所示。

①實驗Ⅱ可能改變的條件是_______________。
②T1℃時該反應的平衡常數(shù)為_____(用分數(shù)表 示)，達到平衡時，A的反應速率為____。
（3）已知HCN溶液的電離平衡常數(shù)Ka=10－5mol?L－1，c平衡(HCN)≈c起始(HCN)，水的電離可不計，則此溫度下0.1 mol?L－1的HCN溶液的pH=_________。
（4）對于0.1mol?L－1 Na2CO3溶液，該溶液中離子濃度由大到小的順序是______，向該溶液中加水稀釋的過程中，c(H2CO3)逐漸____(填“增大”“不變”或“減小”， 下同) ，c(H2CO3)/ c(CO32－)逐漸______。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

根據下列條件計算有關反應的焓變：
(1)已知：
Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)  ΔH＝－804.2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH＝－882.0 kJ·mol－1
Na(s)===Na(l) ΔH＝＋2.6 kJ·mol－1
則反應TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝        kJ·mol－1。
(2)已知下列反應數(shù)值：
序號
化學反應
反應熱
①
Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50.8 kJ·mol－1
③
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
④
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH4
 
則反應④的ΔH4＝            kJ·mol－1。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

面對目前世界范圍內的能源危機，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應用前景。
(1)已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式：
①CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)　ΔH1＝－90 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41 kJ·mol－1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式：_______________________。
(2)在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡時的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達到新平衡時，CO的轉化率________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，平衡常數(shù)________。
(3)已知在T ℃時，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某時刻經測定CO的轉化率為10%，則該反應________(填“已經”或“沒有”)達到平衡，原因是_________________________________________________
此時刻v正________v逆(填“>”或“<”)。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

汽車尾氣中的NOx是大氣污染物之一，科學家們在嘗試用更科學的方法將NOx轉化成無毒物質，從而減少汽車尾氣污染。
（1）壓縮天然氣（CNG）汽車的優(yōu)點之一是利用催化技術能夠將NOx轉變成無毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H3＝         。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒壓下，將CH4(g)和NO2(g)置于密閉容器中發(fā)生化學反應③，在不同溫度、不同投料比時，NO2的平衡轉化率見下表：
投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①寫出該反應平衡常數(shù)的表達式K=         。
②若溫度不變，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，則K將         。（填“增大”、“減小”或“不變”。）
③400 K時，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.04 mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應后，平衡時NO2的體積分數(shù)        。
（3）連續(xù)自動監(jiān)測氮氧化物（NOx）的儀器動態(tài)庫侖儀的工作原理示意圖如圖1

圖1                                    圖2
①NiO電極上NO發(fā)生的電極反應式：                                。
②收集某汽車尾氣經測量NOx的含量為1.12%（體積分數(shù)），若用甲烷將其完全轉化為無害氣體，處理1×104L（標準狀況下）該尾氣需要甲烷30g，則尾氣中V(NO)︰V(NO2)=   
（4）在容積相同的兩個密閉容器內 (裝有等量的某種催化劑) 先各通入等量的CH4，然后再分別充入等量的NO和NO2。在不同溫度下，同時分別發(fā)生②③兩個反應：并在t秒時測定其中NOx轉化率，繪得圖象如圖2所示：
①從圖中可以得出的結論是
結論一：相同溫度下NO轉化效率比NO2的低
結論二：在250℃-450℃時，NOx轉化率隨溫度升高而增大，450℃-600℃時NOx轉化率隨溫度升高而減小
結論二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反應中，提高NO2轉化率的措施有_________。(填編號)
A．改用高效催化劑     B．降低溫度     C.分離出H2O(g)       D．增大壓強
E．增加原催化劑的表面積   F．減小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

乙醇是一種可燃性液體，按一定比例混合的乙醇汽油是一種新型清潔車用燃料，某科研機構研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料氣氫氣
（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)   ΔH2
回答下列問題：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料時．氣缸工作時進行的反應較多，寫出燃燒產生有毒氣體CO、NO的所有反應的化學方程式：________________________。
（2）反應(i)中能夠提高氫氣轉化率的措施有____。
A．增大壓強B．加催化劑C．增大CO2的濃度D．及時分離體系中的乙醇
（3）利用CO合成乙醇是目前工業(yè)生產較為成熟的工藝。已知下列熱化學方程式：
（iii）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH3
寫出以CO(g)與H2(g)為原料合成乙醇的熱化學方程式：___________________（焓變用H1、H3表示）。
（4）反應(ii)中的甲烷和水蒸氣是在特定的催化劑表面上進行的，該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)如下表：

由此推知反應(ii)的焓變H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某溫度下，向容積為1 L的密閉容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸氣，經過5h反應達到平衡狀態(tài)，此時測得CH4的濃度變?yōu)?.5 mol/L。該溫度下，反應(ii)的平衡常數(shù)K=__________________，反應開始至達到平衡時氫氣的反應速率v(H2)=_________。
（5）機動車在改用乙醇汽油后，并不能減少氮氧化物的排放。使用合適的催化劑可使NO轉化為氮氣，實驗測得NO轉化為氮氣的轉化率隨溫度變化曲線如下圖所示：

由圖像可知，在沒有CO情況下，溫度超過775K，NO的轉化率減小，造成這種現(xiàn)象的原因可能是___________________________；在NO和CO物質的量之比為1：1的情況下，應控制的最佳溫度為__________________左右。

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