可逆反應(yīng)N2+3H22NH3是工業(yè)上合成氨的重要反應(yīng).

(1)根據(jù)圖1請(qǐng)寫出合成氨的熱化學(xué)方程式
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(E1-E3)或-2(E3-E1)kg/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(E1-E3)或-2(E3-E1)kg/mol
(熱量用E1、E2或E3表示)
(2)圖1中虛線部分是通過(guò)改變化學(xué)反應(yīng)中的
催化劑
催化劑
條件,請(qǐng)解釋原因
因?yàn)榇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)的路徑,使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低
因?yàn)榇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)的路徑,使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低

(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡位置時(shí)不斷改變條件(不改變N2、H2和NH3的量),圖2表示反應(yīng)速率與反應(yīng)過(guò)程的關(guān)系,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是
t0-t1
t0-t1

(4)在一定溫度下,若將4a mol H2和2amol N2放入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
16
a2
16
a2
.若此時(shí)再向該容器中投入a mol H2、amol N2和2amol NH3,判斷平衡移動(dòng)的方向是
正向移動(dòng)
正向移動(dòng)
(“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)
(5)將上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的NH3通入到0.04mol?L-1的FeCl3溶液中,要使溶液中Fe3+沉淀較完全(即Fe3+濃度降至原來(lái)的千分之一),則溶液的pH為
3
3
(已知常溫下,F(xiàn)e(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=4×10-38
分析:(1)由圖1可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),生成1mol氨氣時(shí)放出的熱量為(E3-E1)kg,然后利用化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系并標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)來(lái)書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式;
(2)根據(jù)圖1中虛線部分降低了反應(yīng)所需的活化能,但反應(yīng)熱不變來(lái)分析;
(3)根據(jù)溫度、催化劑、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響來(lái)分析平衡混合物中NH3的含量;
(4)利用三段法計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,再計(jì)算K,然后利用Q與K的關(guān)系來(lái)分析平衡的移動(dòng);
(5)由常溫下,F(xiàn)e(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=4×10-38及Fe3+沉淀較完全(即Fe3+濃度降至原來(lái)的千分之一)來(lái)計(jì)算.
解答:解:(1)由圖可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成1mol生成物放出的熱量為(E3-E1)kg,則生成2mol生成物放熱為2(E3-E1)kg,即
該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(E1-E3)或-2(E3-E1)kg/mol,
故答案為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(E1-E3)或-2(E3-E1)kg/mol; 
(2)圖1中虛線部分改變了反應(yīng)的途徑,從而降低了反應(yīng)所需的活化能,但反應(yīng)熱不變,則改變的條件應(yīng)為催化劑,
故答案為:催化劑;因?yàn)榇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)的路徑,使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低;
(3)由圖2可知,t1-t2時(shí)應(yīng)為升高溫度使逆反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),NH3的含量減少;t2-t3時(shí)為平衡狀態(tài),含量不變;t3-t4時(shí)應(yīng)為催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,反應(yīng)速率增大,但化學(xué)平衡不移動(dòng);t4-t5時(shí)應(yīng)為減小壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,減小壓強(qiáng)化學(xué)平衡逆向移動(dòng),NH3的含量減少,即t0-t1時(shí)NH3的含量最大,故答案為:t0-t1
(4)由4amolH2和2amolN2放入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則
     N2+3H22NH3
開(kāi)始 a   2a
轉(zhuǎn)化0.5a  1.5a       a 
平衡0.5a   0.5a      a
K=
a2
0.5a×(0.5a)3
=
16
a2
,
若此時(shí)再向該容器中投入amolH2、amolN2和2amolNH3,
則Q=
(2a)2
(a)3
=
4
a2
<K,則化學(xué)平衡正向移動(dòng),故答案為:
16
a2
;正向移動(dòng);
(5)Fe3+沉淀較完全時(shí),F(xiàn)e3+濃度為0.04mol/L×10-3=4×10-5mol/L,
由常溫下,F(xiàn)e(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=4×10-38,
則c(OH-)=
3
10-38
10-5
=10-11
故c(H+)=10-3,所以pH=3,故答案為:3.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡與圖象的關(guān)系,明確常見(jiàn)影響反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響因素即可解答,學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)利用Q與K的關(guān)系來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向,本題中(4)、(5)是學(xué)生解答的難點(diǎn).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

一定條件下,可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))達(dá)到平衡,當(dāng)單獨(dú)改變下述條件后,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示.下列關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

可以證明可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( 。
①一個(gè)N≡N斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵斷裂;
②一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵斷裂;
③其他條件不變時(shí),混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變;
④保持其他條件不變時(shí),體系壓強(qiáng)不再改變;
⑤NH3%、N2%、H2%都不再改變;
⑥恒溫恒容時(shí),密度保持不變;
⑦正反應(yīng)速率v(H2)=0.6mol/(L?min),逆反應(yīng)速率v(NH3)=0.4mol/(L?min)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3是工業(yè)上合成氨的重要反應(yīng).
(1)根據(jù)圖1請(qǐng)寫出合成氨的熱化學(xué)方程式
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-2(E3-E1)kg/mol
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-2(E3-E1)kg/mol
(熱量用E1、E2或E3表示)
(2)圖1中虛線部分是通過(guò)改變化學(xué)反應(yīng)條件是
使用催化劑
使用催化劑
,請(qǐng)解釋原因
因?yàn)榇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)的路徑,使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低
因?yàn)榇呋瘎┠芨淖兎磻?yīng)的路徑,使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低

(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡位置時(shí)不斷改變條件(不改變N2、H2和NH3的量),圖2表示反應(yīng)速率隨時(shí)間的關(guān)系,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的時(shí)間段是
t0-t1
t0-t1
(用含t符號(hào)表示)
(4)在一定溫度壓強(qiáng)下,下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
ade
ade
(填字母).
a.單位時(shí)間內(nèi)生成2n molNH3的同時(shí)生成n molN2      b.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
c.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2            d.混合氣體的密度不再改變
e.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變             f.2v(H2)=3v(NH3
(5)在一定溫度下,若將4a mol H2和2amol N2放入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
16
a2
16
a2
.若此時(shí)再向該容器中投入a mol H2、amol N2和amol NH3,則此時(shí)化學(xué)平衡
正向
正向
移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

對(duì)于可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3下列各項(xiàng)所表示的反應(yīng)速率最快的是( 。

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