【题目】氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H。
(1)已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表:
H-H | N-H | N-N | NN |
435.9KJ | 390.8KJ | 192.8KJ | 945.8KJ |
则△H=_____________。
(2)在恒温、恒压容器中,氨体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应,达到平衡后,再向容器中充入适量氨气,达到新平衡时,c(H2)将_________(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的顺序是________,其原因是__________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)______ vB(N2)(填“>”“<”或“=”)
③若在250℃、p1条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下合成氨的平衡常数K=___(保留一位小数)。
(4)H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____(填序号)。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的总物质的量不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤NH3的体积分数不变
【答案】-91.3KJ/mol 不变 p1>p2>p3 温度相同时,加压平衡正向移动,故压强越大平衡混合物中氨的体积分数越大 < 5925.9L2/mol2 ①②③
【解析】
试题(1)根据键能和反应热的关系计算;
(2)根据等效平衡分析;
(3)①根据压强对平衡状态的影响结合反应特点分析;
②根据外界条件对反应速率的影响分析;
③根据平衡常数的含义结合图像中数据计算平衡常数;
(4)根据平衡状态的含义分析。
解析:(1)反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,则该反应的反应热△H=945.8kJ/mol+3×435.9kJ/mol-2×3×390.8kJ/mol=-91.3kJ/mol;
(2)在恒温、恒压容器中,氨体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应,达到平衡后,再向容器中充入适量氨气,由于只有一种生成物,所以平衡等效,则达到新平衡时,c(H2)不变。
(3)①合成氨反应是体积减小的,增大压强平衡向正反应方向进行,氨气的含量增加,所以根据图像可知p1、p2和p3由大到小的顺序是p1>p2>p3。
②根据图像可知A点温度和压强均小于B点,温度越高,压强越大,反应速率越大,所以反应速率vA(N2)<vB(N2)。
③根据图像可知在250℃、p1条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,氨气的含量为66.75,则
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol) 0.1 0.3 0
转化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 0.1-x 0.3-3x 2x
所以
解得x=0.08
因此该条件下合成氨的平衡常数K=5925.9L2/mol2。
(4)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。①正反应是体积减小的,则混合气体的压强不变说明达到平衡状态;②密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但气体的质量是变化的,则混合气体的密度不变说明达到平衡状态;③正反应是体积减小的,混合气体的总物质的量不变说明达到平衡状态;④混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,由于气体只有氨气和二氧化碳,且二者的体积比始终是2:1,所以混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能说明达到平衡状态;⑤由于气体只有氨气和二氧化碳,且二者的体积比始终是2:1,所以NH3的体积分数始终不变,不能说明达到平衡状态。答案选①②③。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 钢铁在潮湿的空气中容易生锈
B. 开启啤酒后,瓶中马上泛起大量泡沫
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率(2SO2+O22SO3)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C、是中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去):
请回答下列问题:
(1)若X是强氧化性单质,则A不可能是_____(填序号)。
a.C b.N2 c.S d.Na e.Mg
(2)若B是能使品红试液褪色的无色气体,则B转化为C的化学方程式为:_____。
(3)若A、B、C三种化合物的水溶液均呈酸性,写出A和B反应的化学方程式:_____。C溶于水会生成D,D的浓溶液与铜加热时反应产生了1.12L气体(标况下),则被还原的D的物质的量是_____mol,转移的电子数是个_____。
(4)若X是金属单质,向B、C的溶液中分别滴加AgNO3溶液和稀硝酸均产生白色沉淀,则B的化学式是_____。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】1500C、1.0×105Pa时,aL乙炔,aL甲烷和aL丙烯的混合气体与过量的bLO2混合,点燃使这两种烃充分燃烧后,再恢复到原状况,此时混合气体的体积为
A. 10aL B. (3a+b)L C. (b-a)L D. 无法计算
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知可逆反应2SO2+ O22SO3,当生成2 mol SO3时放出热量为Q,现将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下反应生成SO3放出的热量为Q1,则
A.Q1=QB.Q1<QC.2Q1>QD.无法判断
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示,甲池的总反应式为:N2H4+O2═N2+2H2O下列关于该电池工作时说法正确的是( )
A.甲池中负极反应为:N2H4﹣4e﹣═N2+4H+
B.甲池溶液pH不变,乙池溶液pH减小
C.反应一段时间后,向乙池中加一定量CuO固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度
D.甲池中消耗2.24L O2,此时乙池中理论上最多产生12.8g固体
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】根据下列实验现象所得出的结论正确的是
选项 | 实验现象 | 实验结论 |
A | 将铝片分别投入浓、稀硝酸中,前者无明显现象,后者反应剧烈 | 稀硝酸的氧化性比浓硝酸的强 |
B | 滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液,红色变浅 | Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
C | 某溶液中滴加过量氨水产生白色沉淀且不溶解 | 该溶液中一定含有Mg2+ |
D | 溴水中通入SO2,溴水褪色 | SO2具有漂白性 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】以乙烯为原料,在一定条件下可以转化为A、B、C,最后合成有机化合物D,转化关系如下图所示:
请回答:
(1)写出有机物B的官能团名称:________________。
(2)写出CH3=CH2→A化学方程式:________________。
(3)有机化合物D的相对分子质量为:________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题:
(1)氢气进入的这极为___极;
(2)写出氢氧燃料电池工作时的正极反应式:___;
(3)该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子,消耗标准状态下___L氧气;
(4)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为___。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com