温度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡气体总浓度 (10-3mol•L-1) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.6 |
分析 (1)图象分析氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率;依据氨气的体积分数结合平衡三段式列式计算平衡转化率;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程;
②反应2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)达到平衡状态的判断要紧扣平衡状态的特征,同一反应物或生成物表示的正、逆反应速率相等或
反应体系各物质的量不再随时间变化而变化;此反应的特征时生成物为固体,从反应物开始进行时反应物的变化量与起始量的比值相等,始终保持不变,另外混合气体的组份也始终保持不变,即混合气体的平均相对分子质量操持不变,无法确定是否是平衡状态;
③根据平衡三段式计算各物质的平衡浓度,再根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积进行列式;结合表格判断每升高10℃
判断平衡常数的变化规律;
④同等比例增大两种反应物的浓度,相当于容器体积减小,促进平衡向气体化学计量数和小的一方移动,根据勒夏特列原理比较NH3的浓度的大小.
解答 解:(1)氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率,故v正(CO2)>v逆(CO2);
设氨气消耗物质的量x,开始氨气体积分数为50%,假设氨气为50mol,二氧化碳为50mol,
CO2+2NH3?(NH2)2CO+H2O
起始量(mol) 50 50 0 0
变化量(mol) 0.5x x 0.5x 0.5x
平衡量(mol) 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x
氨气的体积分数=$\frac{50-x}{50-0.5x+50-x+0.5x}$=20%;解得x=37.5mol,
氨气的平衡转化率=$\frac{37.5mol}{50mol}$×100%=75%,
故答案为:大于;75%;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应,故△H<0;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,即,△S<0,故答案为:<;<;
②反应2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)中,开始加入的NH3与CO2物质的量之比为2:1,而反应消耗的NH3与CO2物质的量之比也是2:1,因此反应的任意时刻二者物质的量之比是2:1,因此浓度之比2:1不能作为平衡的标志.由于NH2COONH4为固体,气体只有NH3和CO2,并且无论是否平衡,二者的物质的量之比不变,则平均相对分子质量不变,所以平均相对分子质量不能作为平衡的标志.随反应的进行,气体质量减小,达到平衡时,质量不再发生变化,反应过程容器体积不变,因此密度可作为平衡的标志,因此C、D符合题意;故答案为:C、D;
③反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),设二氧化碳浓度的变化量x,
2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s).
初始浓度 0 0
变化浓度:2x x
平衡浓度:2x x
则3x=4.8×10-3mol/L,即x=1.6×10-3mol/L,2x=3.2×10-3mol/L,
K=$\frac{1}{{c}^{2}(N{H}_{3})•c(C{O}_{2})}$=$\frac{1}{(3.2×1{0}^{-3})^{2}×(1.6×1{0}^{-3})}$,
根据表中数据分析,反应每升高10℃,则平衡时气体的总浓度就变为原来的2倍,
故答案为:$\frac{1}{(3.2×1{0}^{-3})^{2}×(1.6×1{0}^{-3})}$;2;
④在恒温、恒容条件下,同等比例增加反应物的量,相当于减小容器体积,增大压强平衡正向移动,但根据勒夏特列原理,重新平衡时NH3的浓度比原平衡时NH3浓度大,故答案为:向右;前者大.
点评 本题考查化学反应速率、化学平衡的移动原理、平衡常数的计算、勒夏特列原理应用等知识,易错点是化学平衡常数的计算及判断两个不同平衡状态下NH3的浓度,综合性较大,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 用醋酸溶解大理石:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ | |
B. | 向氯化铝溶液中滴加过量氨水:Al3++4NH3•H2O=AlO2-+4NH4++2H2O | |
C. | 向碳酸氢钙溶液中加入少量烧碱溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+H2O | |
D. | 亚硫酸钠溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:5SO32-+6H++2MnO4-=5SO42-+2Mn2++3H2O |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
选项 | X | Y | Z |
A | SO2 | NaClO溶液 | CO2 |
B | 盐酸 | 浓硫酸 | Cu |
C | NH3 | O2 | Mg |
D | Na2O2 | H2O | SiO2 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 锌是该电池的负极 | |
B. | 锌电极上发生氧化反应 | |
C. | 铜电极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑ | |
D. | 若将电解质溶液换成AgNO3溶液,两电极的反应式均发生改变 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
X(g)+Y(g)?CH3OH(g)+D(g) (未配平) | A(g)+B(g)?2C(g) |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
共价键 | C-O | H-O | N-H | C-N |
键能/kJ•mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 当试管内溶液的pH值不再变化,说明NO2全部转化为HNO3 | |
B. | 当试管气体不是红棕色时,说明NO2全部转化为HNO3 | |
C. | 水槽内的水改为稀盐酸,有利于吸收NO2 | |
D. | 水槽内的水改为稀NaOH溶液,有利于吸收NO2 |
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