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氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。
(1)在T℃時,將0.6molH2和0.4molN2置于容積為2 L的密閉容器中(壓強為mPa)發(fā)生反應:3H2+N22NH3 △H<0。若保持溫度不變,某興趣小組同學測得反應過程中容器內壓強隨時間變化如圖所示:8 min內分鐘NH3的平均生成速率為   mol·L-1·min-1

(2)仍在T℃時,將0.6molH2和0.4molN2置于一容積可變的密閉容 器中。
①下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是      (填序號)。
a.容器內N2、H2、NH3的濃度之比為l:3:2
b.3v(N2)=v(H2)
c.3v(H2)=2v(NH3)
d.混合氣體的密度保持不變
e.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化
②該條件下達到平衡時NH3的體積分數與題(1)條件下NH3的體積分數相比          (填“變大”“變小”或“不變”)。
③達到平衡后,改變某一條件使反應速率發(fā)生了如圖所示的變化,改 變的條件可能是         。

a.升高溫度,同時加壓
b.降低溫度,同時減壓
c.保持溫度、壓強不變,增大反應物濃度
d.保持溫度、壓強不變,減小生成物濃度
(3)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經處理直接排放將污染空氣。   氨氣能將氮氧化物還原為氮氣和水,其反應機理為:
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
則NH3直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為:              。
若標準狀況下NO與NO2混合氣體40.32L被足量氨水完全吸收,產生標準狀況下氮氣42.56L。該混合氣體中NO與NO2的體積之比為       。

(1)0.0125;(2)①bde;②變大;③c;
(3)8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(g)  △H=—(6a+7b)/5kJ·mol-1;1:2。

解析試題分析:(1)分析題給圖像知,反應體系中的壓強由起始狀態(tài)的m變?yōu)槠胶鉅顟B(tài)的0.8m,根據阿伏加德羅定律:在等溫等容的條件下,氣體的壓強之比等于氣體的物質的量之比知,容器內氣體的總物質的量為反應前的1.0mol變?yōu)槠胶夂蟮?.8mol,氣體的物質的量減少0.2mol;結合反應3H2+N22NH3利用差量法分析知,生成氣體減少的物質的量與生產氨氣的物質的量的相等,為0.2mol,根據公式v=△n/V△t計算得8 min內分鐘NH3的平均生成速率為0.0125mol·L-1·min-1;(2)① a.平衡時N2、H2、NH3的濃度之比不一定為l:3:2,錯誤;b.由3v(N2)=v(H2)得v(N2):v(H2)=1:3,等于化學計量數之比,正確;c.由3v(H2)=2v(NH3)得v(H2):v(NH3)=2:3,不等于化學計量數之比,錯誤;d.由于反應在容積可變的密閉容器中進行,混合氣體的密度隨反應的進行不斷變化,當其保持不變時已達平衡,正確;e.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化,已達平衡,正確,選bde;②合成氨的反應正向為氣體物質的量減小的反應,等溫等壓條件下達到平衡與等溫等容條件下達到平衡相比,相當于縮小容器的體積,平衡正向移動,NH3的體積分數變大;③a.升高溫度,同時加壓,v、v同時增大,與圖像不符,錯誤;b.降低溫度,同時減壓,v、v同時減小,與圖像不符,錯誤;c.保持溫度、壓強不變,向容器內充入氮氣或氫氣來增大反應物濃度,v增大,容器內氣體物質的量增大,為保持壓強不變,容器體積增大,氨氣濃度減小,v減小,達平衡后速率可能比原平衡大,正確;d.保持溫度、壓強不變,從容器內分離出氨氣來減小生成物濃度,v減小,容器內氣體物質的量減小,為保持壓強不變,容器體積減小,反應物濃度增大,v增大,根據等效平衡知識知,達平衡后速率與原平衡相等,與圖像不符,錯誤,選c;(3)根據反應①2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  △H=-akJ·mol-1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-bkJ·mol-1利用蓋斯定律:(①×6+②×7)÷5得NH3直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為:③8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(g)  △H=—(6a+7b)/5kJ·mol-1;根據反應②和③列方程組計算;設NO的物質的量為x,NO2的物質的量為y,根據題意知,x+y=40.32/22.4mol=1.8mol,5/6x+7/6y=42.56/22.4mol=1.9mol解得x=0.6mol,y=1.2mol;則該混合氣體中NO與NO2的體積之比為1:2。
考點:考查化學反應速率和化學平衡及相關圖像、蓋斯定律及根據化學方程式計算。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

將等物質的量的A、B、C、D四種物質混合放入V L密閉容器中,發(fā)生如下反應:aA+bBcC(s)+dD,當反應進行到第t min時,測得A減少了n mol,B減少了n/2 mol,C增加了3n/2 mol,D增加了n mol。此時反應達到平衡。
(1)該化學方程式中,各物質的化學計量數分別為:a=    ,b=    ,c=    ,d=    。 
(2)以B的濃度變化表示的該化學反應的速率為v(B)=    。 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(1)N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) ΔH=-94.4 kJ·mol-1。恒容時,體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖所示。

①在1 L容器中發(fā)生反應,前20 min內,v(NH3)=________,放出的熱量為________。
②25 min時采取的措施是_______________________;
③時段Ⅲ條件下反應的平衡常數表達式為________(用具體數據表示)。
(2)電廠煙氣脫離氮的主反應①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),副反應②:2NH3(g)+8NO (g) 5N2O(g)+3H2O(g) ΔH>0。測得平衡混合氣中N2和N2O含量與溫度的關系如圖。在400~600 K時,平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是________,導致這種變化規(guī)律的原因是________(任答合理的一條原因)。

(3)直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質的。電池反應為4NH3+3O2=2N2+6H2O,則負極電極反應式為________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72轉化為Cr3。某課題組研究發(fā)現,少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對該反應起催化作用。為進一步研究有關因素對該反應速率的影響,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗,完成以下實驗設計表(表中不要留空格)。

測得實驗①和②溶液中的Cr2O72濃度隨時間變化關系如圖所示。

(2)上述反應后草酸被氧化為______________(填化學式)。
(3)實驗①和②的結果表明________;實驗①中0~t1時間段反應速率v(Cr3)=________mol·L1·min1(用代數式表示)。
(4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設,請你完成假設二和假設三:
假設一:Fe2起催化作用;
假設二:________;
假設三:    ________;
……
(5)請你設計實驗驗證上述假設一,完成下表中內容。[除了上述實驗提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72的濃度可用儀器測定]

實驗方案
(不要求寫具體操作過程)
預期實驗結果和結論
 
 
 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的量隨時間變化的曲線如圖所示:

(1)從反應開始到10 s時,用Z表示的反應速率為        ,X的物質的量濃度減少了    ,Y的轉化率為  。 
(2)該反應的化學方程式為                        
(3)10 s后的某一時刻(t1)改變了外界條件,其速率隨時間的變化圖像如圖所示:

則下列說法符合該圖像的是    。 

A.t1時刻,增大了X的濃度 B.t1時刻,升高了體系溫度
C.t1時刻,縮小了容器體積 D.t1時刻,使用了催化劑

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一為:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH>0,已知1 373 K時K=0.263。
(1)該反應的平衡常數表達式為               。
(2)溫度升高,化學平衡移動后,平衡常數K值       (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)1 373 K時測得高爐中c(CO2)="0.025" mol/L,c(CO)="0.1" mol/L,在這種情況下,該反應是否處于化學平衡狀態(tài)     (填“是”或“否”)。此時,化學反應速率v(正)    v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”),其原因是      。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

據報道,在300 ℃、70 MPa 條件下,由CO2和H2合成乙醇已成為現實,該合成對解決能源問題具有重大意義。
(1)已知25 ℃、101 kPa條件下,1 g乙醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時釋放出a kJ能量,請寫出該條件下乙醇燃燒的熱化學反應方程式: 。 
(2)由CO2和H2合成乙醇的化學方程式為2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。實驗測得溫度對反應的影響如圖所示。

①正反應的ΔH   0(填“>”、“<”或“=”); 
②該反應的化學平衡常數表達式為K=                       。 
(3)對于該化學平衡,為了提高H2的轉化率,可采取的措施有   。 

A.升溫B.加壓
C.加催化劑D.增加CO2的濃度
(4)現有甲、乙兩裝置,甲裝置為原電池,乙裝置為電解池。

①b電極上發(fā)生的電極反應式為        。 
②若甲中有0.1 mol CH3CH2OH參加反應,則乙裝置中生成的氣體在標準狀況下的體積共為    L。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常數隨溫度變化如下表:

t/℃
700
800
850
1 000
1 200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
 
請回答下列問題:
(1)上述正向反應是________反應(選填“放熱”或“吸熱”)。
(2)能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是________。(填編號)
A.容器中壓強不變
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同時消耗a mol H2
D.混合氣體的平均相對分子質量不變
E.混合氣體的密度不變
(3)在850 ℃發(fā)生上述反應,以表中的物質的量投入恒容反應器中,其中向正反應方向進行的有________(選填A、B、C、D、E)。
 
A
B
C
D
E
n(CO2
3
1
0
1
1
n(H2
2
1
0
1
2
n(CO)
1
2
3
0.5
3
n(H2O)
5
2
3
2
1
 
(4)在850 ℃時,可逆反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在該容器內各物質的濃度變化如下:
時間
/min
CO2
(mol·L-1
H2
(mol·L-1
CO
(mol·L-1
H2O
(mol·L-1
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
 
則3 min~4 min平衡后c3=________mol·L-1,CO2的轉化率為________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數隨溫度的變化如下表:

溫度/℃
 
400
 
500
 
800
 
平衡常數K
 
9.94
 
9
 
1
 
試回答下列問題:
(1)在800℃發(fā)生上述反應,以表中的物質的量投入恒容反應器,其中向正反應方向移動的有    (選填A、B、C、D、E);
 
 
n(CO)
 
n(H2O)
 
n(H2
 
n(CO2
 
A
 
1
 
5
 
2
 
3
 
B
 
2
 
2
 
1
 
1
 
C
 
3
 
3
 
0
 
0
 
D
 
0.5
 
2
 
1
 
1
 
E
 
3
 
1
 
2
 
1
 
(2)在1L密閉容器中通入10 molCO和10 mol水蒸氣,在500℃下經過30s達到平衡,則30s內CO的平均反應速率為              。
(3)已知在一定溫度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常數K;K的表達式             ;
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常數K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數K2;
則K、K1、K2之間的關系是:     ;
(4)某溫度下C(s)+CO2(g)2CO(g)能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是________。
A.c(CO2)=c(CO)            B.K不變                C.容器中的壓強不變
D.v(CO)=2v(CO2)       E.c(CO)保持不變         F.混合氣體相對分子質量不變
(5)如圖1所示,在甲、乙兩容器中都充入1molC和1molCO2,并使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應C(s)+CO2(g)2CO(g),并維持反應過程中溫度不變。已知甲容器中
CO2的轉化率隨時間變化的圖像如圖2所示,請在圖2中畫出乙容器中CO2的轉化率隨時間變化的圖像。

圖1                                       圖2

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