I.科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气,一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2molN2和6molH2,反应达平衡时生成NH3的浓度为0.5mol/L,并放出QkJ热量,该反应的热化学方程式可表示为______。
II.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.20kJ/mol。
在1000C时,将0.100molN2O4气体充入lL恒容抽空的密闭容器中,每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
c(N2O4)/mol |
0.100 |
c1 |
0.050 |
c3 |
c4 |
c(NO2)/mol |
0.000 |
0.060 |
c2 |
0.120 |
0.120 |
(1)该反应的平衡常数表达式为______;从表中数据分析:c1 ______c2、c3______c4(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)在右图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
(3)在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为______。
(4)若起始时充入NO2气体0.200mol,则达到平衡时NO2 气体的转化率为______;其它条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是______ (填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度
D.升高温度 E.再充入一定量的He
(5)向容积相同、温度分别为T1和T1的两个密闭容器中分别充入等量NO2,发生反应:2NO2 N2O4(g) (g) △H=-57.20kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后,分别测得体系中NO2的百分含量分别为a1和a2。巳知T1<T2,则a1____a2 (选择A、B、C、D填空)。
A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都有可能
.(14分)Ⅰ. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-2QkJ/mol(2分)
Ⅱ. (1)K=或 ; <; = (每空1分,共3分)
(2) (2分)
(3) 0.001mol/(L·s)(1分)(4) 40% (2分) B C(2分) (5) D(2分)
【解析】
试题分析:Ⅰ.反应达平衡时生成NH3的浓度为0.5mol/L,并放出QkJ热量,即生成0.5mol/L×2L=1mol氨气时放出QkJ热量,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-2QkJ/mol。
Ⅱ.(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据方程式可知,该反应的平衡常数K=;根据表中数据可知,20s时生成NO2是0.060mol,则根据方程式可知,消耗N2O4的物质的量是0.030mol,因此c1=0.100mol-0.030mol=0.070mol。反应由20s进行到40s时消耗N2O4是0.070mol-0.050mol=0.020mol.根据方程式可知,生成NO2是0.040mol,所以c2=0.060mol+0.040mol=0.100mol,所以c1<c2;反应进行到60s时反应达到平衡状态,所以c3=c4。
(2)根据表中数据可知,平衡时生成NO2是0.120mol,所以消耗N2O4是0.060mol,则N2O4的平衡量是0.040mol,所以此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线为。
(3)从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为=0.001mol/(L·s)。
(4) 2NO2(g)N2O4(g)
起始浓度(mol/L) 0.200 0
转化浓度(mol/L) 2x x
平衡浓度(mol/L) 0.200-2x x
则该反应的平衡常数==
由于逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数,所以=,解得x=0.04,所以NO2的转化率=×100%=40%;
A、减小NO2的浓度,相当于降低压强,平衡向逆反应方向移动,NO2转化率降低,A不正确;B、反应放热,降低温度平衡向正反应方向移动,NO2转化率增大,B正确;C、增加NO2的浓度,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,NO2转化率增大,C正确;D、升高温度,平衡向平衡向逆反应方向移动,NO2转化率降低,D不正确;E、再充入一定量的He,平衡不移动,E不正确,答案选BC。
(5)升高温度平衡向逆反应进行,平衡时二氧化氮的含量增大,温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短,据此作出二氧化氮含量与时间关系图为,由图可知,t1时刻a1=a2,t1时刻之前a1>a2,t1时刻之后a1<a2,故答案为D。
考点:考查热化学方程式的书写;反应速率和平衡常数的有关计算;外界条件对平衡状态的影响等
科目:高中化学 来源: 题型:
c(NH4+)?c(OH-) |
c(NH3?H2O) |
c(NH3?H2O) |
c(OH-) |
c(OH-) |
c(H+) |
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
3 |
2 |
4 |
7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
(14分)I.科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)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:2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) ΔH= 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下表:
温度 T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
① 此合成反应的a 0 (填“>”“<”或“=”)
② 已知:
N2 (g) + 3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,
2H2 (g)+ O2 (g)===2H2O (l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
则2N2 (g) + 6H2O (l)4NH3 (g) + 3O2 (g) ΔH= ;
(2)用水稀释0.1 mol·L-1氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是 (填字母标号)
II.工业生产中产生含SO2的废气,经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化成SO3的热化学方程式为:
2SO2 (g) + O2(g)2SO3 (g) ΔH=-196.0 kJ·mol-1
① 容器体积不变时,为了提高SO2的转化率,可采用的措施是 (填字母标号)
A.加入V2O5作催化剂 B.使用过量SO2 C.高温 D.通入过量空气
② 某温度时,在一个容积为10L的密闭容器中充入4.0 molSO2和2.0 molO2,半分钟后达到平衡,并放出352.8kJ的热量。此时SO2的转化率是 ,该温度下的平衡常数K= ;
(2)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5。向0.100 L 含CaSO4固体的溶液中加入2.22 gCaCl2 粉末充分搅拌,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中CaSO4固体的质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),Ksp(CaSO4)将 。
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科目:高中化学 来源:2010-2011学年山东省日照市高三第一次模拟考试(理综)化学部分 题型:填空题
(14分)I.科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)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:2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) ΔH= 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下表:
温度 T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6 mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
① 此合成反应的a 0 (填“>”“<”或“=”)
② 已知:
N2 (g) + 3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,
2H2 (g) + O2 (g)===2H2O (l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
则2N2 (g) + 6H2O (l)4NH3 (g) + 3O2 (g) ΔH= ;
(2)用水稀释0.1 mol·L-1氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是 (填字母标号)
II.工业生产中产生含SO2的废气,经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化成SO3的热化学方程式为:
2SO2 (g) + O2(g)2SO3 (g) ΔH=-196.0 kJ·mol-1
① 容器体积不变时,为了提高SO2的转化率,可采用的措施是 (填字母标号)
A.加入V2O5作催化剂 B.使用过量SO2 C.高温 D.通入过量空气
② 某温度时,在一个容积为10L的密闭容器中充入4.0 molSO2和2.0 molO2,半分钟后达到平衡,并放出352.8kJ的热量。此时SO2的转化率是 ,该温度下的平衡常数K= ;
(2)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5。向0.100 L 含CaSO4固体的溶液中加入2.22 gCaCl2 粉末充分搅拌,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中CaSO4固体的质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),Ksp(CaSO4)将 。
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