【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題,請(qǐng)回答:

(1)若在一容積為2 L的密閉容器中加入0.2 molN20.6 molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng): N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,若在5分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.2 mol。則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v(N2)=___________。平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為__________。

(2)平衡后,若提高H2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有____________________

A.加了催化劑

B.增大容器體積

C.降低反應(yīng)體系的溫度

D.加入一定量N2

(3)若在0.5 L的密閉容器中,一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行如下反應(yīng):

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表所示:

T/

200

300

400

K

K1

K2

0.5

請(qǐng)完成下列問(wèn)題:

①試比較K1、K2的大小,K1_________________K2(填“<”“>”“=” );

②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_______(填序號(hào)字母)

A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2

B.v(H2)=3v(N2)

C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

400℃時(shí),反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為_______。當(dāng)測(cè)得NH3、N2H2物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol 1 mol時(shí),則該反應(yīng)的v(N2)________v(N2)(填“<”“>”“=”)。

【答案】0.01mol/(L.min) 50% CD BC 2

【解析】

本題主要考查化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)。

(1)根據(jù)題意可用反應(yīng)速率公式計(jì)算氨氣的反應(yīng)速率,再根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算v(N2);利用濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,計(jì)算反參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量,據(jù)此計(jì)算轉(zhuǎn)化率;

(2)平衡后,若提高H2的轉(zhuǎn)化率,需平衡正向移動(dòng),應(yīng)從影響平衡的因素考慮,如改變濃度、溫度、壓強(qiáng)等;

(3)根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷根據(jù)判斷,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng);化學(xué)平衡常數(shù),正反應(yīng)平衡常數(shù)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù),根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系來(lái)確定平衡的移動(dòng)方向。

(1)5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡, ,所以根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,則前5分鐘的平均反應(yīng)速率;5分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,根據(jù)方程式N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 可知生成0.2 mol氨氣消耗氫氣的物質(zhì)的量為0.3mol,所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.3mol÷0.6mol×100%=50%;

(2)若提高H2的轉(zhuǎn)化率,需要平衡正向移動(dòng),則:

A.加入催化劑,只能改變反應(yīng)速率,不改變平衡移動(dòng),因此不能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,故A不符合題意;

B.該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng),增大容器體積,即減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),降低了氫氣的轉(zhuǎn)化率,故B不符合題意;

C.該反應(yīng)ΔH<0,即為放熱反應(yīng),降低反應(yīng)體系的溫度,平衡正向移動(dòng),可提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,故C符合題意;

D.加入一定量N2,可促進(jìn)平衡正向移動(dòng),可提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,故D符合題意;

綜上所述,本題應(yīng)選CD;

(3)①該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),生成物濃度減小,反應(yīng)物濃度增大,K1K2

②反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),

A.平衡濃度之比和起始量和變化量有關(guān),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比,不能證明正逆反應(yīng)速率相等,A錯(cuò)誤;
B.不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比是平衡狀態(tài),v(H2)3v(N2),說(shuō)明氫氣的正逆反應(yīng)速率相同,是平衡狀態(tài),B正確;
C.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,氣體的物質(zhì)的量不變,該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),C正確;
D.如果是在密閉容器中反應(yīng),質(zhì)量不變,體積不變,密度始終不變,D錯(cuò)誤;
因此,本題應(yīng)選BC;
400℃時(shí),反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K的值和反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數(shù)呈倒數(shù)關(guān)系,所以K= =2;
當(dāng)測(cè)NH3、N2H2物質(zhì)的量分別為3 mol2 mol 1 mol時(shí),此時(shí)的濃度商 <K=2,說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行,則v(N2)v(N2)。

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:

【題目】某離子反應(yīng)中涉及H2O、ClO-、NH4+、H+N2、Cl- 六種粒子。其中N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖所示。下列判斷正確的是

A. 該反應(yīng)的還原劑是Cl-

B. 消耗1 mol還原劑,轉(zhuǎn)移6 mol電子

C. 氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:3

D. 反應(yīng)后溶液的酸性明顯增強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,氣缸體積一定,內(nèi)部被活塞隔成ABC三部分,活塞可以自由移動(dòng)。常溫下,A中充入4g氫氣, B中充入16g氧氣,C中充入4g氦氣。

1)當(dāng)活塞不移動(dòng)時(shí),求A、B、C三部分體積比VA:VB:VC。____

2)拿走AB之間的活塞,讓氫氣和氧氣充分混合用電火花點(diǎn)燃,恢復(fù)到原來(lái)的溫度,通過(guò)計(jì)算,判斷活塞停止的位置。(用線(xiàn)上數(shù)字表示)____

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、BC、D、EF六種元素,它們的相關(guān)信息如下表:

元素代號(hào)

相關(guān)信息

A

最外層的電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3

B

海水中含量第一位的金屬元素

C

L層得1個(gè)電子后成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D

二價(jià)陰離子核外有18個(gè)電子

E

失去一個(gè)電子后就成為一個(gè)原子

F

單質(zhì)為大氣中含量最多的氣體

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空格:

1A原子的電子式:_______________________________

2B離子的結(jié)構(gòu)示意圖:__________________________,與B離子質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)均相同的微?赡苁____________________________________(寫(xiě)出兩種,用微粒符合表示)。

3C元素的名稱(chēng):________,C原子中能量最高的電子位于第________層。

4D的二價(jià)陰離子的電子式:___________________________D元素的某種同位素原子質(zhì)量數(shù)為34,該原子核內(nèi)的中子數(shù)為______________。

5A、EF三種元素能相互形成多種類(lèi)別的物質(zhì),其中屬于共價(jià)化合物為________,離子化合物為________(各寫(xiě)出一種物質(zhì)即可)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)為淡黃色粉末,不溶于水,可作照相顯影劑和用于制藥工業(yè)。某化學(xué)興趣小組對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行如下探究,回答下列問(wèn)題:

I.定性探究

選用下列試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成下表內(nèi)容。

試劑:酸性KMnO4溶液、K3[Fe(CN)6]溶液

操作

現(xiàn)象

結(jié)論與解釋

(1)取少量草酸亞鐵晶體于試管中,加入2mL水,振蕩后靜置

有淡黃色沉淀,上層清液無(wú)色

草酸亞鐵不溶于水

(2)繼續(xù)加入2mL稀硫酸,振蕩

___________

草酸亞鐵溶于硫酸,硫酸酸性強(qiáng)于草酸

(3)向步驟(2)所得溶液中滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液

產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

___________

(4)___________

___________

H2C2O4C2O42具有還原性

.定量探究:滴定實(shí)驗(yàn)測(cè)x的值

(5)滴定前,下列操作的正確順序是___________(填字母序號(hào))。

a.0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液潤(rùn)洗

b.查漏、清洗

c.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面

d.盛裝0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液

e.初始讀數(shù)、記錄為0.50mL

(6)稱(chēng)取ng樣品,加入適量稀硫酸溶解,用步驟(5)準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液直接滴定,如何判斷滴定終點(diǎn)?_______________。

(7)終點(diǎn)讀數(shù)為20.50mL。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得x=___________(用含n的代數(shù)式表示,FeC2O4的相對(duì)分子質(zhì)量為144)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法不正確的一組是

A. HD互為同位素 B. 丁烯和環(huán)丁烷互為同分異構(gòu)體

C. 碳鏈 的烴為同系物 D. 金剛石、石墨和C60為同素異形體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室里通常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O

(1)用單線(xiàn)橋法表示該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:___________

(2)在該反應(yīng)中,如有1 mol Cl2生成,被氧化的HCl的物質(zhì)的量是___________,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是_____________。

(3)某溫度下,將Cl2通入NaOH溶液中,反應(yīng)得到含有ClO-與ClO3-物質(zhì)的量之比為1∶1的混合液,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _________________________ 。

(4)報(bào)紙報(bào)道了多起衛(wèi)生間清洗時(shí),因混合使用“潔廁靈”(主要成分是鹽酸)與“84消毒液”(主要成分是NaClO)發(fā)生氯氣中毒的事件。試根據(jù)你的化學(xué)知識(shí)分析,原因是(用離子方程式表示)_________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知H2S是一種二元弱酸,回答以下問(wèn)題:

(1)0.1mol/L NaHS溶液顯堿性,則c(S2)___________c(H2S)(填大于” ,“小于等于” ) 。

(2)常溫下,向0.2 mol/LH2S溶液中逐滴滴入0.2 mol/L NaOH溶液至中性,此時(shí)溶液中以下所示關(guān)系一定正確的是________。

A.c(H)·c(OH)=1×1014

B.c(Na)=c(HS)+2c(S2)

C.c(Na) > c(HS)+c(S2)+c(H2S)

D.c(H2S) > c(S2)

(3)已知常溫下,CaS飽和溶液中存在平衡:CaS(s)Ca2(aq)+S2(aq) ΔH>0。

溫度升高時(shí),Ksp________ (增大”、“減小不變下同)。

滴加少量濃鹽酸,c(Ca2)________,原因是______________________________________________(用文字和離子方程式說(shuō)明)。

(4)若向CaS懸濁液中加入Cu(NO3)2溶液,生成一種黑色固體物質(zhì),寫(xiě)出該過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在同溫同壓下,a g氣體Ab g氣體B的分子數(shù)相同,下列說(shuō)法中不正確的是(  )

A. AB兩種氣體的相對(duì)分子質(zhì)量之比為ab

B. 在同溫同壓的條件下,AB兩種氣體的密度之比為ba

C. 同質(zhì)量的A、B兩種氣體的分子個(gè)數(shù)之比為ba

D. 相同條件下,同體積A氣體與B氣體的質(zhì)量之比為ab

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