【題目】在恒溫條件下起始時容積均為5L的甲、乙兩密閉容器中(甲為恒容容器、乙為恒壓容器),均進行反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H2=-92.4kJ/mol ,有關(guān)數(shù)據(jù)及特定平衡狀態(tài)見下表。

容器

起始投入

達平衡時

2molN2

3molH2

0molNH3

1.5molNH3

amolN2

bmolH2

0molNH3

1.2molNH3

(1)若平衡后同種物質(zhì)的體積分數(shù)相同,起始時乙容器通入的N2的物質(zhì)的量為 ,起始時乙中的壓強是甲容器的 倍,乙的平衡常數(shù)為

(2)恒容密閉容器中可以發(fā)生氨氣的分解反應(yīng),達平衡后,僅改變下表中反應(yīng)條件x,下列各項中y隨x的增大而增大的是 (選填序號)。

a

b

c

d

x

溫度

溫度

加入H2的物質(zhì)的量

加入氨氣的物質(zhì)的量

y

混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

平衡常數(shù)K

混合氣體的密度

達平衡時氨氣的轉(zhuǎn)化率

(3)研究在其他條件不變時,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如圖所示(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):

像中T2和T1的關(guān)系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)。

a、b、c三點中,N2轉(zhuǎn)化率最高的是 (填字母)。

若容器容積為1L,T2在起始體系中加入1molN2,3molH2,經(jīng)過5min反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的反應(yīng)速率為 。保持容器體積不變,若起始時向容器內(nèi)放入2molN2和6molH2,達平衡后放出的熱量為Q,則Q_________110.88kJ(填“>”、“<”或“=”)。

【答案】(1)1.6mol 0.8 107(mol/L)-2 (2) bc

(3) < b 0.24mol.L-1.min-1 >

【解析】

試題分析:(1)甲、乙兩組實驗中同種物質(zhì)的體積分數(shù)相同,說明達到相同的平衡狀態(tài),乙容器體積V,,V=4L;根據(jù)三段式:

甲: N2+3H22NH3,

起始量 2 3 0

變化量 0.75 2.25 1.5

平衡量 1.25 0.75 1.5

乙: N2+3H22NH3

起始量 a b 0

變化量 0.6 1.8 1.2

平衡量 a-0.6 b-1.8 1.2

,得a=1.6mol,.得b=2.4mol;

起始時乙容器中的壓強是甲容器的倍數(shù)為:

乙的平衡常數(shù)k==107(mol/L)-2;

(2)a.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,混合氣體總物質(zhì)的量增大,混合氣體總質(zhì)量不變,平均相對分子質(zhì)量減小,故a錯誤;b.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度改變平衡常數(shù)改變,升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)增大,故b正確;c.加入氫氣,混合氣體質(zhì)量增大、但容器體積不變,混合氣體密度增大,故c正確;d.加入氨氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,但其轉(zhuǎn)化率減小,故d錯誤,故答案為bc;

(3)為反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高化學平衡向著吸熱方向進行,從T1到T2生成物氨氣的量增加,平衡正移,故T2<T1;

b點代表平衡狀態(tài),c點又加入了氫氣,故平衡向右移動,氮氣的轉(zhuǎn)化率增大;

化學平衡三段式計算列式計算,

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始量(mol)1 3 0

變化量(mol)0.6 3×60% 1.2

平衡量(mol)0.4 1.2 1.2

反應(yīng)速率v==0.24mol·L-1·min-1;此時反應(yīng)放出熱量=92.4kJ/mol×1.8/3=55.44KJ,結(jié)合平衡計算H2的轉(zhuǎn)化率為60%時放出的熱量,若起始時向容器內(nèi)放入2mol N2和6mol H2,相當于增大壓強平衡正向進行,反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底,放出熱量小于2×92.4kJ/mol=184.8KJ,大于H2的轉(zhuǎn)化率為60%時放出的熱量的2倍,即熱量>55.44KJ×2=110.88kJ。

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②一個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N—H鍵斷裂

③其他條件不變時,體系壓強不再改變

④ω(NH3)、ω(N2)和ω(H2)都不再改變

⑤恒溫恒容時,密度保持不變

⑥υ(H2)=0.03 mol·L-1·min-1,υ(NH3)=0.02 mol·L-1·min-1

A. 全部 B. ②③④⑥ C. ③④⑤⑥ D. ②③④⑤⑥

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A B

C D

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