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【题目】氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料.

(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3 该可逆反应达到平衡的标志是__

A.3v(H2=2v(NH3

B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2

C.容器内的总压强不再随时间而变化

D.混合气体的密度不再随时间而变化

E.a mol N≡N键断裂的同时,有6a mol N﹣H键断裂

F.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2

(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应.在容积固定为2L的密闭容器内充入1mol N23mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如表:

反应时间/min

0

5

10

15

20

25

30

压强/MPa

16.80

14.78

13.86

13.27

12.85

12.60

12.60

则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=__;该温度下平衡常数K=__

【答案】 BCE 0.01 mol/(Lmin) 2.37

【解析】(1)A选项,3v(H2)=2v(NH3)不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,应该是2v(H2)=3v(NH3)A错误;B选项,单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B正确;C选项,该反应是气体减少反应,恒温恒容时,压强是变化的量,压强不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故C正确;D选项, ,同温同体积时,密度始终不变,所以混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到平衡状态,故D错误;E选项,a mol N≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故E正确;F选项,各组分的物质的量之比,无法判断各组分的物质的量是否变化,无法判断是否达到平衡状态,故F错误;答案选BCE。

(2)恒温恒容条件下,反应过程中,气体的物质的量与容器内压强成正比,可以根据此等量关系列式子计算。设参加反应的N2物质的量为 x,列三段式:

N2 + 3H22NH3

起始物质的量(mol) 1 3 0

转化物质的量(mol) x 3x 2x

平衡物质的量(mol) 1-x 3-3x 2x

反应前后,压强之比等于气体的物质的量之比,所以有:

根据已知表格数据,及三段式可列式:

解得x=0.5。

所以从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率v=

平衡时,n(N2)=1-x= 0.5mol;n(H2)=3-3x=1.5mol;n(NH3)=2x=1mol;

平衡时,c(N2)= 0.25mol/L;c(H2)=0.25mol/L;c(NH3)=0.5mol/L

所以,该反应的平衡常数为:

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(3)在搅拌下,将Fe(NO33饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式__

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