7.氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料.
(1)在一定溫度下,在固定體積的密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng):N2+3H2?2NH3 該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是BCE.
A.3v(H2=2v(NH3
B.單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)消耗3m mol H2
C.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化
D.混合氣體的密度不再隨時(shí)間而變化
E.a(chǎn) mol N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6a mol N-H鍵斷裂
F.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2
(2)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng).在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1mol N2和3mol H2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在一定溫度壓強(qiáng)下開(kāi)始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如表:
反應(yīng)時(shí)間/min051015202530
壓強(qiáng)/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60
則從反應(yīng)開(kāi)始到25min時(shí),以N2表示的平均反應(yīng)速率=0.01 mol/(L•min);
該溫度下平衡常數(shù)K=2.37.

分析 (1)當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理性不變,以此解答該題;
(2)同一溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量,再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率;根據(jù)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算其平衡常數(shù).

解答 解:(1)A.2v(H2=3v(NH3時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),所以3v(H2=2v(NH3時(shí)該反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故錯(cuò)誤;
B.單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)消耗3m mol H2,正逆反應(yīng)速率相等,所以該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
C.對(duì)反應(yīng)前后氣體體積不相等反應(yīng),容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,所以達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
D.無(wú)論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),混合氣體的密度不隨時(shí)間變化,所以密度不能作為判斷依據(jù),故錯(cuò)誤;
E.a(chǎn) molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有6amolN-H鍵斷裂,正逆反應(yīng)速率相等,所以該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
F.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2時(shí)該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),與反應(yīng)物的初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān),故錯(cuò)誤;
故選:BCE;
(2)同一溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,設(shè)平衡狀態(tài)時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為x,
16.80:12.60=(1+3)mol:x,x=$\frac{4mol×12.60}{16.80}$=3mol,所以平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為3mol,
設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為y,
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)物質(zhì)的量減少
1mol                                       2mol
y                                        (4-3)mol
1mol:2mol=y:(4-3)mol,
y=$\frac{1mol×(4-3)mol}{2mol}$=0.5mol,
則從反應(yīng)開(kāi)始到25min時(shí),以N2表示的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{25min}$=0.01mol/(L•min),
平衡時(shí),c(N2)=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L、c(H2)=$\frac{3mol-3×0.5mol}{2L}$=0.75mol/L、c(NH3)=$\frac{0.5mol×2}{2L}$=0.5mol/L,化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.5×0.5}{0.25×(0.75){{\;}^{3}}^{\;}}$=2.37,
故答案為:0.01 mol/(L•min);2.37.

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合,涉及化學(xué)平衡計(jì)算、平衡判斷,側(cè)重考查知識(shí)運(yùn)用能力,注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.已知某“84消毒液”瓶體部分標(biāo)簽如圖所示,該“84消毒液”通常稀釋100倍(體積之比)后使用.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該“84消毒液”的物質(zhì)的量濃度約為4.0L/mol(保留兩位有效數(shù)字)
(2)該同學(xué)參閱該“84消毒液”的配方,欲用NaClO固體配制480mL含NaClO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的消毒液(必須用到容量瓶).下列說(shuō)法正確的是C(填序號(hào)).
A.如圖所示的儀器中,有三種是不需要的,還需要一種玻璃儀器

B.容量瓶用蒸餾水洗凈后,應(yīng)烘干后才能用于溶液配制
C.配制過(guò)程中,未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒可能導(dǎo)致結(jié)果偏低
D.需要稱量NaClO固體的質(zhì)量為143.0g
(3)若實(shí)驗(yàn)遇下列情況,則所配溶液的物質(zhì)的量濃度是:(用“偏低”,“偏高,“不變”回答)
Ⅰ.定容時(shí)俯視刻度線偏高;
Ⅱ.定容時(shí)水多用膠頭滴管吸出偏低.
(4)“84消毒液”與稀硫酸混合使用可增強(qiáng)消毒能力,某消毒小組人員用98%(密度為1.84g•cm-3)的濃硫酸配制2000mL 2.3mol•L-1的稀硫酸用于增強(qiáng)“84消毒液”的消毒能力.
①所配制的稀硫酸中,H+的物質(zhì)的量濃度為4.6mol•L-1
②需用濃硫酸的體積為250 mL.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.已知:①A是石油裂解氣的主要成份,A的產(chǎn)量通常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工水平;②2CH3CHO+O2$→_{△}^{催化劑}$2CH3COOH.現(xiàn)以A為主要原料合成乙酸乙酯,其合成路線如圖1所示.

乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制法常采用如圖2裝置:回答下列問(wèn)題:
(1)寫出A的電子式
(2)B、D分子中的官能團(tuán)名稱分別羥基、羧基.
(3)寫出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型:①加成反應(yīng)②氧化反應(yīng),④酯化反應(yīng)或取代反應(yīng).
(4)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:①CH2=CH2+H2O$\stackrel{一定條件下}{→}$CH3CH2OH ②2 CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2 CH3CHO+2H2O ④CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O
(5)制取乙酸乙酯濃H2SO4的作用是:①吸水劑,②催化劑.欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有增大乙醇的濃度、移去生成物等.
(6)碳酸鈉溶液的作用是吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度,導(dǎo)氣管不能插入液面以下,原因是防倒吸.加熱前,大試管中加入幾粒碎瓷片的作用是防暴沸.
(7)實(shí)驗(yàn)室可用乙醇來(lái)制取乙烯,將生成的乙烯通入溴的四氯化碳溶液,反應(yīng)后生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH2BrCH2Br.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.磷元素的含氧酸有磷酸、亞磷酸、次磷酸等很多種,其中亞磷酸(H3PO3)是具有強(qiáng)還原性的二元弱酸,可以被銀離子氧化為磷酸.
(1)寫出亞磷酸與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式H3PO3+2OH-=HPO32-+2H2O;
(2)亞磷酸與銀離子反應(yīng)時(shí)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1;
(3)某溫度下,0.10mol•L-1的H3PO3溶液的pH為1.6,即c(H+)=2.5×10-2mol•L-1,該溫度下H3PO3的電離平衡常數(shù)K=8.3×10-3mol/L;(H3PO3第二步電離忽略不計(jì),結(jié)果保留兩們有效數(shù)字)
(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中:c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)(填“>”、“<”或“=”,下同);
在NaH2PO3溶液中,c(H+)+c(H3PO3)=c(HPO32-)+c(OH-
(5)電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸,裝置示意圖如下:

①產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為HPO32-+2H+=H3PO3;
②得到1mol亞磷酸的同時(shí),陰極室制得NaOH質(zhì)量為80g.
(6)已知銨鹽的分解比較復(fù)雜,但分解時(shí)不涉及到化合價(jià)變化的銨鹽分解比較簡(jiǎn)單,其實(shí)質(zhì)就是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移(如NH4A$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3+HA),磷酸對(duì)應(yīng)的各種銨鹽分解時(shí)不涉及化合價(jià)變化,試從酸根離子結(jié)合氫離子難易的解度,判斷下列銨鹽的分解溫度:NH4H2PO4>(NH42HPO4(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.汽車尾氣排放的一氧化碳、氮氧化物等氣體已成為大氣污染的主要來(lái)源.德國(guó)大眾汽車尾氣檢測(cè)造假事件引起全世界震驚.同時(shí)能源又是制約國(guó)家發(fā)展進(jìn)程的因素之一.甲醇、二甲醚等被稱為21世紀(jì)的綠色能源,工業(yè)上可利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚.
請(qǐng)根據(jù)如圖1示意圖回答(1)、(2)有關(guān)問(wèn)題:

(1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180kJ•mol-1,其能量變化示意圖如圖2:
則NO中氮氧鍵的鍵能為632  kJ•mol-1
(2)利用活性炭涂層排氣管處理NOx的反應(yīng)為:xC(s)+2NOx(g)?N2(g)+xCO2 (g)△H=-b kJ•mol-1.若使NOx更加有效的轉(zhuǎn)化為無(wú)毒尾氣排放,以下措施理論上可行的是AD.
A.增加排氣管長(zhǎng)度  B.增大尾氣排放口  C.升高排氣管溫度   D.添加合適的催化劑
(3)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)a:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ•mol-1
反應(yīng)b:CO (g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-91.8kJ•mol-1
①對(duì)于反應(yīng)a,某溫度下,將4.0mol CO2(g)和12.0mol H2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),測(cè)得甲醇蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為30%,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.33;
②對(duì)于反應(yīng)b,在763K、3.04×104kPa時(shí),用CO和H2做原料合成CH3OH,當(dāng)原料中CO和H2的比例不同時(shí),對(duì)CO的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中甲醇的體積分?jǐn)?shù)都有影響.設(shè)H2和CO起始物質(zhì)的量之比為m,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為α,平衡混合物中甲醇的體積分?jǐn)?shù)為y,則m、α、y三者的關(guān)系式為y=$\frac{α}{1+m+2a}$
(i)請(qǐng)根據(jù)上述關(guān)系式將如表空白填滿:
mαy
10.2516.67%
20.45
30.5619.35%
(ii)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),可得出反應(yīng)物的比例對(duì)CO轉(zhuǎn)化率以及平衡混合物中甲醇的體積分?jǐn)?shù)影響的結(jié)論.選擇最佳反應(yīng)物配比是m=2,α=0.45;理由是由表中數(shù)據(jù)可知,m越大,α越大; 開(kāi)始時(shí)m增大,y也隨著增大,當(dāng)m>2時(shí),m增大,y減小,當(dāng)m=2時(shí),y最大 .
(4)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作為燃料電池的原料,化學(xué)反應(yīng)原理為:
CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密閉容器里按體積比為1:4充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說(shuō)明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是D;
A.逆反應(yīng)速率先增大后減小 
B.通入一定量的He,體系壓強(qiáng)增大
C.正反應(yīng)速率先減小后增大
D.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
②已知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱為該電池的比能量.關(guān)于二甲醚堿性燃料電池與乙醇?jí)A性燃料電池,下列說(shuō)法正確的是AC(填字母)
A.兩種燃料互為同分異構(gòu)體,分子式和摩爾質(zhì)量相同,但比能量不相同
B.兩種燃料所含共價(jià)鍵數(shù)目相同,斷鍵時(shí)所需能量相同,比能量相同
C.兩種燃料所含共價(jià)鍵類型不同,斷鍵時(shí)所需能量不同,比能量不同
③已知甲醇的熱值是23kJ•g-1,請(qǐng)寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-736kJ/mol.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

12.如圖為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法的實(shí)驗(yàn)裝置,此裝置中Zn電極上的電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+;如果將Zn換成Pt,一段時(shí)間后,在鐵電極區(qū)滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液時(shí),燒杯中的現(xiàn)象是產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.對(duì)于平衡體系mA(g)+nB(g)?pC(g)+gD(g);△H<0.下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是(  )
A.若溫度不變,將容器的體積縮小到原來(lái)的一半,此時(shí)A的濃度為原來(lái)的2.1倍,則m+n<p+q
B.若溫度不變,壓強(qiáng)增大到原來(lái)的2倍,達(dá)到新平衡時(shí),總體積一定比原來(lái)的$\frac{1}{2}$要小
C.若m+n=p+q,則往含有a mol氣體的平衡體系中再加入a mol的B,達(dá)到新平衡時(shí),氣體的總物質(zhì)的量等于2a
D.若平衡時(shí),A、B的轉(zhuǎn)化率相等,說(shuō)明反應(yīng)開(kāi)始時(shí),A、B的物質(zhì)的量之比為m:n

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.下列裝置(加持裝置略去)能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康氖牵ā 。?br />
選項(xiàng)ABCD
裝置
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>比較非金屬性:N>C>Si制備并收集乙酸乙酯除去Ca(OH)2中的NH4Cl驗(yàn)證HCl的溶解性
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.甲醇是新型的汽車動(dòng)力燃料.工業(yè)上可通過(guò)H2和CO化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ•mol-1
(1)已知:CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ•mol-1H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ•mol-1    1mol甲醇?xì)怏w完全燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ•mol-1
(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)反應(yīng)速率的是BD(雙選).
A.分離出CH3OH    B.升高溫度    C.減小壓強(qiáng)    D.加入合適的催化劑
(3)用H2和CO化合制備甲醇的反應(yīng)中,若反應(yīng)的容積為1L的恒容容器,分別在230℃、250℃和270℃下,改變H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量固定為1mol)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示(圖中曲線上的點(diǎn)都為一定溫度下、一定組成下的平衡點(diǎn)):

①曲線X對(duì)應(yīng)的溫度是230℃.
②從圖中可以得出的結(jié)論有溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越低或n(H2):n(CO)越低,CO的轉(zhuǎn)化率越大.(寫一條)
(4)若往反應(yīng)的容積中加入1.5molH2HE 1.0moCO,在曲線Z對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)達(dá)平衡.利用上述圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO平衡轉(zhuǎn)化率,計(jì)算2H2(g)+CO(g)?CH3OH (g)的平衡常數(shù)(寫出計(jì)算過(guò)程).

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