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5.实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择.化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求.试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡常数表达式为K=$\frac{C({H}_{2})C(CO)}{C({H}_{2}O)}$,它所对应的化学方程式为C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g).
(2)已知在400℃时,N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0 的K=0.5,则400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2=V(N2(填:>、<、=、不能确定).
欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的正确措施是A(填序号)
A、缩小体积增大压强 B、升高温度 C、加催化剂 D、使氨气液化移走.

分析 (1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,纯固体不能代入K的表达式中,反应遵循质量守恒定律;
(2)在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,浓度分别为$\frac{2mol}{0.5mol}$=4mol/L、$\frac{1mol}{0.5mol}$=2mol/L、$\frac{2mol}{0.5mol}$=4mol/L,Qc=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5=K,平衡不移动;
欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可增大压强使平衡正向移动,以此来解答.

解答 解:(1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,由K的表达式及质量守恒定律可知反应为C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g),
故答案为:C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g);
(2)在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,浓度分别为$\frac{2mol}{0.5mol}$=4mol/L、$\frac{1mol}{0.5mol}$=2mol/L、$\frac{2mol}{0.5mol}$=4mol/L,Qc=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5=K,平衡不移动,可知此时反应V(N2=V(N2
A、缩小体积增大压强,反应速率增大,且平衡正向移动,NH3的体积百分数增加,故A选;
B、该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NH3的体积百分数减小,故B不选;
C、加催化剂,平衡不移动,NH3的体积百分数不变,故C不选;
D、使氨气液化移走,生成物浓度减小,反应速率减小,故D不选;
故答案为:=;A.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握浓度商与K的关系及平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意K的表达式及方程式的书写,题目难度不大.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.按要求回答下列有关问题.
(1)据报道,科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法:N2(g)+6H2O(l)═4NH3(g)+3O2(g)
已知如下信息:
①化合物的生成热可以表示其相对能量.化学上,规定标准状况下稳定单质的生成热为0.几种物质的生成热:NH3(g)为mkJ•mol-1,H2O(l)为nkJ•mol-1
反应的△H=产物的生成热之和-反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下:
化学键N≡NH-OO-OH-N
E/kJ•mol-1abcd
上述反应中,△H=4m-6nkJ•mol-1,H-N键的键能为$\frac{2a+12b-3c-4m+6n}{12}$kJ•mol-1
(2)二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应:SO2(g)+NO2(g)?SO3(g)+NO(g),△H=-42kJ•mol-1,在1L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下:
实验编号温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol
N(SO2N(NO2N(NO)
T10.800.200.18
T20.200.800.16
T30.200.30a
①实验甲中,若2min时测得放出的热量是4.2kJ,则0~2min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=0.05mol•L-1•min-1
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为$\frac{10a}{3}$×100%;
③由表中数据可推知,Tl<T2(填“>”“<’’或“=”);
(3)对反应N2O4(g)?2NO2(g)△H>0   在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图1所示,下列说法正确的是d.

a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态A到状态B,可以用加热的方法
d.A、C两点的化学平衡常数:A=C
(4)工业上,采用石墨、铁棒作为电极,电解除去废水中的CN-(N为-3价,下同),装置如图2所示,通电过程中,阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应,其方程式为:Cl2+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O(未配平).最终阴、阳两极均有无色无味气体产生.
①铁电极应连接直流电源的负极(填写电极名称).
②上述反应方程式配平后“□”内应填写N2
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-═Cl2↑和CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.在强酸性溶液中能大量共存的无色透明离子组是(  )
A.Mg2+  Na+   Cl-  SO42-B.K+  Na+   CO32-  NO3-
C.K+  Na+ Cl-  Cu2+D.Na+Ba2+OH-  SO42-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4KJ•mol-1.现在500℃、20MPa时,将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应,反应过程中各物质的物质的量变化如图.
回答下列问题:
(1)10min内以NH3表示的平均反应速率0.005mol/(L.min);
(2)在10~20min内:NH3浓度变化的原因可能是A;
A.加了催化剂   B.缩小容器体积C.降低温度     D.增加NH3物质的量
(3)第1次平衡的时间范围为:20-25min,第1次平衡:平衡常数K1=$\frac{(\frac{0.3mol}{2L})^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×(\frac{0.15mol}{2L})^{3}}$(带数据的表达式),
(4)在反应进行至25min时:
①曲线发生变化的原因:分离出0.1molNH3
②达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2等于K1(填“大于”、“等于”、“小于”);
(5)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(1)?2NH3(g)+$\frac{3}{2}$O2(g);△H=a kJ•mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表:
T/K303313323
NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.0
此合成反应的a>0;△S>0,(填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.如表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:

周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅥⅠA0
2
3
4
(1)写出下列元素符号:①N,⑥Si.
(2)画出原子的结构示意图:④,⑤
(3)在这些元素中,最活泼的金属元素是K,最活泼的非金属元素是F,最不活泼的元素是Ar.(均用元素符号表示)
(4)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,呈两性的氢氧化物是Al(OH)3.(均写出物质的化学式)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.硫酸亚铁铵[(NH42Fe(SO42]是一种重要的化工原料,下列有关说法正确的是(  )
A.Na+、Fe3+、K+、ClO- 都可在该物质的溶液中大量共存
B.检验该物质中Fe2+是否变质的方法是向该物质的溶液中滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色
C.向0.1mol•L-1该物质的溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如上图所示
D.向该物质的溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:Fe2++2SO42-+2Ba2++2OH-═2BaSO4↓+Fe(OH)2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.依据实验数据,写出下列反应的热化学方程式.
(1)1mol H2(g)与适量O2(g)反应,生成H2O(1),放出285.8kJ热量.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1
(2)1mol C2H5OH(1)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(1),放出1366.8kJ热量.C2H5OH(1)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ•mol-1
(3)2mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出1669.8kJ热量.2Al(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)═Al2O3(s)△H=-1699.8kJ•mol-1
(4)已知2.00g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6kJ的热量,写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+$\frac{5}{2}$O2(g)═2CO2(g)+H2O(l)△H=-1195.2kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.Ⅰ、在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g).已知该反应在不同温度下的平衡常数如表:
温度/℃1 0001 1501 300
平衡常数64.050.742.9
请回答下列问题:
该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$,△H<0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化.他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应.相关数据如表:
容器编号起始时各物质物质的量/mol达到平衡的时间/min达平衡时体系能量的变化/kJ
COH2OCO2H2
1400t1放出热量:32.8 kJ
2800t2放出热量:Q
(1)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%.
(2)计算容器②中反应的平衡常数K=1.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.设NA为阿伏伽德罗常数的值.下列有关叙述正确的是(  )
A.1molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
B.1mol O2和2mol SO2反应生成的SO3分子数为2NA
C.常温常压下,4.4gCO2与N2O混合气体中含有的原子数为0.3NA
D.H2O2分解产生1molO2,转移的电子数为4NA

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