合成氨是重要的化學(xué)工業(yè)，為了研究合成氨的反應(yīng)原理，在一密閉容器內(nèi)充入1mol N2和2mol H2，在一定條件下，使之發(fā)生如下反應(yīng)：N2+3H2?2NH3．
Ⅰ：若維持溫度不變，且密閉容器的容積固定為1L．
（1）當(dāng)此反應(yīng)經(jīng)過2min達到平衡狀態(tài)時，測得反應(yīng)混合物中NH3的物質(zhì)的量為0.2moL，則H2在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為
0.15mol?L-1?min-1
0.15mol?L-1?min-1
．
（2）如果開始時，向該容器內(nèi)加入0.5moL N2，要使反應(yīng)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量分數(shù)仍與上述平衡時的完全相同，則還必須加入H2
0.5
0.5
mol和NH3
1.0
1.0
mol．
（3）如果開始時加入N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，要使反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量分數(shù)仍與（1）平衡時完全相同，則a、b、c應(yīng)滿足的一般條件是（a、b分別用含c的方程式表示）
a+
1
2
mol=1、b+
3
2
mol=2
a+
1
2
mol=1、b+
3
2
mol=2
．
Ⅱ：若溫度維持不變，體系壓強維持與Ⅰ相同，密閉容器的容積由1L隨反應(yīng)進行而改變．
（4）開始時加入1mol N2和2mol H2，經(jīng)過一段時間，容器中三種氣體的物質(zhì)的量分數(shù)不再發(fā)生變化時，則NH3的物質(zhì)的量為
甲
甲
（選填一個編號）
（甲）大于0.2mol     （乙）等于0.2mol
（丙）小于0.2mol     （�。┛赡艽笥�、等于或小于0.2mol
作出此判斷的理由是
由于溫度不變，隨著反應(yīng)的進行，容器的體積縮小，體系的壓強比平衡（1）時增大，平衡向著正向移動
由于溫度不變，隨著反應(yīng)的進行，容器的體積縮小，體系的壓強比平衡（1）時增大，平衡向著正向移動
．
分析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計算出消耗的氫氣的物質(zhì)的量，再計算出H2在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)等效平衡，將氨氣的物質(zhì)的量全部轉(zhuǎn)化為氮氣、氫氣，滿足1mol N2和2mol H2；
（3）根據(jù)等效平衡，將氨氣的物質(zhì)的量a全部轉(zhuǎn)化為氮氣、氫氣，滿足1mol N2和2mol H2；
（4）恒壓條件下反應(yīng)，壓強增大，合成氨的化學(xué)平衡向著正向移動．
解答：解：（1）反應(yīng)混合物中NH3的物質(zhì)的量為0.2moL，N2+3H2?2NH3，反應(yīng)消耗了0.3mol氫氣，H2在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為：
0.3mol
1L
2min
=0.15mol?L-1?min-1，
故答案為：0.15mol?L-1?min-1；
（2）向該容器內(nèi)加入0.5moL N2，要使反應(yīng)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量分數(shù)仍與上述平衡時的完全相同，即為等效平衡，所以需要滿足，按照方程式的化學(xué)計量數(shù)將氨氣的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為氮氣、氫氣，物質(zhì)的量分別為1mol N2和2mol H2，
先有0.5mol氮氣，還差0.5mol氮氣，需要氨氣的物質(zhì)的量為0.5mol×2=1mol；氨氣轉(zhuǎn)化為氫氣的物質(zhì)的量為1.5mol，還差0.5mol，
故答案為：0.5；1.0；
（3）如果開始時加入N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，要使反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量分數(shù)仍與（1）平衡時完全相同，即為等效平衡，將氨氣的物質(zhì)的量a全部轉(zhuǎn)化為氮氣、氫氣，滿足1mol N2和2mol H2，根據(jù)反應(yīng)方程式N2+3H2?2NH3，cmol氨氣轉(zhuǎn)化為氮氣、氫氣物質(zhì)的量為：
1
2
mol、
3
2
mol，a+
1
2
mol=1、b+
3
2
mol=2，
故答案為：a+
1
2
mol=1、b+
3
2
mol=2；
（4）由于溫度不變，隨著反應(yīng)的進行，容器的體積縮小，體系的壓強比平衡（1）時增大，平衡向著正向移動，平衡時氨氣的物質(zhì)的量大于0.2mol，
故答案為：甲；由于溫度不變，隨著反應(yīng)的進行，容器的體積縮小，體系的壓強比平衡（1）時增大，平衡向著正向移動．
點評：本題考查了化學(xué)平衡的建立過程，注意等效平衡知識的理解及應(yīng)用，本題難度中等．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年河北棗強中學(xué)高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

已知下列反應(yīng)（反應(yīng)所需的其他條件和各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)均已略去）：
①A+B M+D+E；②E＋M=A+F+B

請回答：
（1）若A是一種鈉鹽，該反應(yīng)是化學(xué)工業(yè)上制單質(zhì)E和化合物M的重要方法。該化學(xué)工業(yè)稱為      （填字母編號：a．硫酸工 業(yè)  b．氯堿工業(yè)  c．合成氨工業(yè)d．侯氏制堿工業(yè)），寫出上述反應(yīng)②的離子方程式為__________          。
（2）若A是一種含氧酸鹽，該反應(yīng)中電極上會析出紅色固體。則其電解反應(yīng)方程式是：                。上述兩種不同反應(yīng)中的產(chǎn)物E（（1）題）和產(chǎn)物F（（2）題）有一種共同的用途是__                ____, 二者反應(yīng)的離子方程式為______________                      __。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年河北省遵化市高二上學(xué)期期中質(zhì)量檢測化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                         。

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵

H－H

N≡N

鍵能/kJ·mol－1

435

943

 

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算N-H的鍵能          kJ·mol－1。

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是：E1                ，E2______，

△H        (填“增大”、“減小”、“不變”)。

（4）用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH3(g)+3O2(g)＝ 2N2(g)+6H2O(g) ；△H1＝akJ·mol-1

N2(g)+O2(g)＝2NO(g)；        △H2＝bkJ/mol

若1mol NH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H3＝        kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：2014屆河北棗強中學(xué)高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

已知下列反應(yīng)（反應(yīng)所需的其他條件和各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)均已略去）：

①A+B M+D+E；②E＋M=A+F+B

請回答：

（1）若A是一種鈉鹽，該反應(yīng)是化學(xué)工業(yè)上制單質(zhì)E和化合物M的重要方法。該化學(xué)工業(yè)稱為      （填字母編號：a．硫酸工 業(yè)  b．氯堿工業(yè)  c．合成氨工業(yè)d．侯氏制堿工業(yè)），寫出上述反應(yīng)②的離子方程式為__________          。

（2）若A是一種含氧酸鹽，該反應(yīng)中電極上會析出紅色固體。則其電解反應(yīng)方程式是：                。上述兩種不同反應(yīng)中的產(chǎn)物E（（1）題）和產(chǎn)物F（（2）題）有一種共同的用途是__                ____, 二者反應(yīng)的離子方程式為______________                      __。

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：四川省模擬題 題型：填空題

合成氨工業(yè)及硝酸工業(yè)對工、農(nóng)生產(chǎn)和國防都有重要意義。請回答：
（1）以N2和H2為原料合成氨氣。已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H= -92.4 kJ/mol，
①合成氨工業(yè)中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解釋的是（填選項序號）_______。  
a．用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率            
b．采用較高壓強（20 MPa~50 MPa）
c．將原料氣中的少量CO等氣體凈化除去  
d．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來
②一定溫度下，在密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2并發(fā)生反應(yīng)。
a．若容器容積恒定，達到平衡時氣體的壓強為原來的7/8，N2的轉(zhuǎn)化率為а1，此時，反應(yīng)放熱為_________kJ；
b．若容積為4L，當(dāng)進行到第4分鐘時達到平衡，生成NH3為1.0 mol，則從開始到達平衡時NH3的平均速率v(NH3)=_________。
c．若容器壓強恒定，則達到平衡時，容器中N2的轉(zhuǎn)化率為а2，則а2_______а1（填“＞、＜或＝”）。
（2）以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。
①NH3被氧氣催化氧化生成NO的反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。
②硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。
a．催化還原法：催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。
已知：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H=－483.6kJ/mol                  
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） △H=+67.7kJ/mol
則H2還原NO2生成水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________。
b．堿液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1mol，則反應(yīng)的離子方程式是_______________。
（3）隨著對合成氨研究的發(fā)展，希臘科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（裝置如圖）。鈀電極A是電解池的_______極（填“陽”或“陰”），該極上的電極反應(yīng)式是__________________ 。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：模擬題 題型：填空題

化學(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)進步等方面有著廣泛的應(yīng)用，對于技術(shù)創(chuàng)新有不可低估的影響，請回答下列問題：
(1)工業(yè)合成氨需要的原料氣是_____________，生產(chǎn)條件是_________________
(2)燒堿生產(chǎn)是海水綜合利用的典范，要生產(chǎn)燒堿，首先從海水中獲取_________（填寫化學(xué)式），然后通過___________（填寫生產(chǎn)方法）獲得該物質(zhì)，副產(chǎn)物是______________。
(3)化石燃料的綜合利用對現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。煤的干餾和石油的分餾這兩種生產(chǎn)工 藝在反應(yīng)本質(zhì)上的差別為_______________。
(4)下列關(guān)于肥料、農(nóng)藥的使用合理的是______________。
a．大量使用肥料和農(nóng)藥以提高糧食的產(chǎn)量
b．使用復(fù)合肥料比使用單一肥料更有效
c．肥料的使用只與作物營養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)，與土壤的性質(zhì)無關(guān)
d．使用擬除蟲菊酯類藥物代替有機氯、有機磷農(nóng)藥

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案