17.工業(yè)上合成氨的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.60kJ•mol-1
(1)下列說法能說明上述反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行的是bd(填序號).
a.單位時間內(nèi)生成2a mol NH3的同時生成3a mol H2
b.單位時間內(nèi)生成6a mol N-H鍵的同時生成2a mol H-H鍵
c.用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1:3:2
d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大
e.容器內(nèi)的氣體密度不變
(2)已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進行,測得如表數(shù)據(jù):根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算:
             時間(h)
物質(zhì)的量(mol)
0246
N21.501.201.001.00
H24.503.603.003.00
NH30m1.001.00
①反應(yīng)進行到4h時放出的熱量為46.30.
②根據(jù)計算可得m=0.6,0~2h內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率為0.15mol/(L•h),.
③此溫度下反應(yīng):2NH3?N2+3H2的化學(xué)平衡常數(shù)K=6.75.

分析 (1)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答,當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時,說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài);
(2)①依據(jù)反應(yīng)的焓變結(jié)合化學(xué)方程式計算放出的熱量;
②根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量計算出消耗的氮氣的物質(zhì)的量,再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出0~2小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率;
③根據(jù)3、4小時的時間段氨氣的物質(zhì)的量不變,說明達到了平衡狀態(tài),根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量計算出消耗的氮氣和氫氣的物質(zhì)的量及平衡時的濃度,
再根據(jù)平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$計算出該溫度下的平衡常數(shù),逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為正反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù);

解答 解:(1)a.單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2,說明正逆反應(yīng)速率相等,達到了平衡狀態(tài),故a不符合;
b.若達到平衡狀態(tài)時,單位時間內(nèi)生成6n mol N-H鍵的同時會生成3n mol H-H鍵,說明正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,此時沒有達到平衡狀態(tài),故b符合;
c.用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1:3:2,為正反應(yīng)速率之比,但不能說明反應(yīng)正向進行,與故c不符合;
d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,說明總物質(zhì)的量不變,正逆反應(yīng)速率相等,達到化學(xué)平衡狀態(tài),故d符合;
e.混合氣體的密度不變,反應(yīng)發(fā)生到平衡這個量一直不變,故e不符合;
故答案為:bd; 
(2)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.20kJ•mol-1,生成2mol氨氣放熱92.30kJ,反應(yīng)進行到4小時時,氮氣的物質(zhì)的量變化了1.5mol-1mol=0.5mol,則生成氨氣1mol,放出的熱量為$\frac{92.6}{2}$kJ/mol×1mol=46.30kJ,
故答案為:46.30;
②0~2小時內(nèi),反應(yīng)氮氣物質(zhì)的量=1.5mol-1.2mol=0.3mol,生成了0.6mol氨氣,根據(jù)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),0~2小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率為:v(NH3)=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{2h}$0.15mol/(L•h),
故答案為:0.6,0.15mol/(L•h);
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)在第3和4小時時間段內(nèi)氨氣的物質(zhì)的量不變,說明達到了平衡狀態(tài),此時生成了1.00mol氨氣,
列出化學(xué)平衡的三段式為
                   N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),
反應(yīng)開始前(mol)     1.5    4.5       0
變化量(mol)         0.5    1.5       1
平衡時(mol)          1       3        1
平衡時濃度(mol/L) 0.500     1.500     0.5
此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{0.{5}^{2}}{1.{5}^{3}×0.5}$=$\frac{1}{6.75}$,
此溫度下反應(yīng):2NH3?N2+3H2的化學(xué)平衡常數(shù)K=6.75,
故答案為:6.75;

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系等知識,涉及的知識點較多,試題綜合性強,難度較大,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力,提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)效率.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列實驗操作中正確的是( 。
A.蒸餾操作時,應(yīng)使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處
B.蒸發(fā)操作時,應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱
C.分液操作時,上層液體從下口放出
D.萃取操作時,應(yīng)選擇有機萃取劑,且萃取劑的密度必須比水大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.丙烯發(fā)生如下反應(yīng):,下列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反應(yīng)的類型正確的是( 。
A.加成、加成、氧化B.加成、氧化、氧化C.加成、取代、氧化D.取代、取代、加成

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義.

(1)CO可用于煉鐵,
已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
     C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol.
(2)分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計成燃料電池(以KOH溶液為電解液).寫出該電池的正極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O=4OH-
(3)CO2和H2充人一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) 測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化見圖1. 
①線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KI>K (填“>”或“=”或“<”).
②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時間后達到平衡.
容器
反應(yīng)物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、b mol H2
c mol CH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則c的取值范圍為0.4<n(c)≤1mol.
(4)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2.紫外光照射時,在不同催化
劑(Ⅰ、Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化見圖2.在O~15小時內(nèi),CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ從大到小的順序為II>III>I(填序號).
(5)以TiO2/Cu2Al2O4 為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸.在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系見圖3.
①乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍是300℃~400℃.
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,寫出有關(guān)的離子方程式:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.碳和氮的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān).

(1)在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):Ni(s)+4CO(g)$?_{180~200℃}^{50~80℃}$Ni(CO)4(g),△H<0;
利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達99.9%的高純鎳.下列說法正確的是C(填字母編號).
A.增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率,Ni的轉(zhuǎn)化率降低
B.縮小容器容積,平衡右移,△H減小
C.反應(yīng)達到平衡后,充入CO再次達到平衡時,CO的體積分數(shù)降低
D.當(dāng)4v[Ni(CO)4]=v(CO)時或容器中混合氣體密度不變時,都可說明反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)
(2)CO與鎳反應(yīng)會造成含鎳催化劑的中毒.為防止鎳催化劑中毒,工業(yè)上常用SO2將CO氧化,二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫.
已知:CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-Q1 kJ•mol-1
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-Q2 kJ•mol-1
則SO2(g)+2CO(g)═S(s)+2CO2(g)△H=-(2Q1-Q2) kJ•mol-1;
(3)對于反應(yīng):2NO(g)+O2═2NO2(g),向某容器中充入10mol的NO和10mol的O2,在其他條件相同時,分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(P1、P2)下隨溫度變化的曲線(如圖1).
①比較P1、P2的大小關(guān)系>;
②700℃時,在壓強為P2時,假設(shè)容器為1L,則在該條件平衡常數(shù)的數(shù)值為$\frac{1}{144}$(最簡分數(shù)形式);
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理如圖2所示.該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y,其電極反應(yīng)式為NO2+NO3--e-=N2O5;若該燃料電池使用一段時間后,共收集到20mol Y,則理論上需要消耗標準狀況下氧氣的體積為224L.

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2.Ⅰ、(1)事實證明,原電池中發(fā)生的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng).利用下列化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計成原電池的是C
A.C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H<0
C.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H<0
(2)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計一個原電池,其負極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O
Ⅱ、如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個電解池,請回答:

(3)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置,A極材料是純銅,電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,
(4)若甲槽陰極增重6.4g,則乙槽陰極放出氣體在標準狀況下的體積為2.24L.
(5)若乙槽剩余液體為400mL,則電解后得到堿液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.在容量瓶的使用方法中,下列操作正確的是(  )
A.配制溶液時,如果試樣是液體,用量筒量取試樣后直接倒入容量瓶中,緩慢加入蒸餾水到接近標線1cm~2cm處,用滴管滴加蒸餾水到標線
B.容量瓶用蒸餾水洗凈后,再用待配溶液潤洗
C.配制溶液時,如果試樣是固體,把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中,緩慢加入蒸餾水到接近標線1cm~2cm處,用滴管滴加蒸餾水到標線
D.使用容量瓶前檢查它是否漏水

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.現(xiàn)有下列物質(zhì):①Na2CO3   ②銅    ③氯化氫  ④CO2⑤NaHSO4  ⑥Ba(OH)2
⑦氨水   ⑧稀硝酸  ⑨KI
(1)按物質(zhì)的分類方法填寫表格的空白處(填物質(zhì)編號)
分類標準電解質(zhì)非電解質(zhì)混合物
屬于該類
的物質(zhì)
(2)物質(zhì)⑨的稀溶液在空氣中被氧化,加入淀粉溶液顯藍色,則反應(yīng)的離子方程式為O2+4I-+2H2O═2I2+4OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.a(chǎn)、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的實驗裝置現(xiàn)象如表所示:由此判斷這四個電極對應(yīng)的金屬活動性由強到弱的順序為(  )
裝置 

 
CuSO4溶液
 

 
稀硫酸
 
 

稀硫酸
現(xiàn)象a極質(zhì)量減小
b極質(zhì)量增大
b極有氣泡
c極無明顯現(xiàn)象
電流從a極流向d極
A.d>a>b>cB.b>c>d>aC.a>b>c>dD.a>b>d>c

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同步練習(xí)冊答案