(5分)氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。(1)右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程
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(5分)氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。 (1)右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化, 写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知在TK温度下合成氨反应在2.00L的密闭容器中进行。得到如下数据:
时间(h) 物质的量(mol)
|
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| N2
|
| 1.50
| n1
| 1.20
| n3
| 1.00
| H2
|
| 4.50
| 4.20
| 3.60
| n4
| 3.00
| NH3
|
| 0.00
| 0.20
| n2
| 1.00
| 1.00
| 根据表中数据计算: ①0~1h内N2的平均反应速率为mol/(L·h)。 ②反应进行到2h时放出的热量为 kJ。 ③此条件下,反应:N2 + 3H2 2NH3的化学平衡常数K = (保留两位小数)。 ④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol,化学平衡移动的方向是 (填“正反应”或“逆反应”或“不移动”)。 |
答案
(5分)(1)N2(g)+3H2(g)====2NH3(g) △H="-92" kJ·mol–1 (无条件不扣分) (2)① 0.05 ② 27.6kJ ③ 0.15 ④正反应 |
解析
试题分析:(1)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,△H="508-600=-92" kJ·mol–1 ,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)====2NH3(g) △H="-92" kJ·mol–1 ; (2)①0~1h内,氢气的浓度减少(4.5-4.2)mol/2.00L=0.15mol/L,所以氮气的浓度减少0.05mol/L,则0~1h内N2的平均反应速率为0.05 mol/(L·h); ②反应进行到2h时,消耗氮气0.3mol,所以放出的热量是0.3mol×92 kJ·mol–1=27.6kJ; ③反应进行到3h时达平衡状态,此时c(NH3)=0.5mol/L,c(N2)= 0.5mol/L,c(H2)="1.5" mol/L,所以化学平衡常数K= c2(NH3)/ c(N2)·c3(H2)=0.15; ④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol,此时c(NH3)=1.0mol/L,c(N2)= 1.0mol/L,c(H2)="2.0" mol/L,c2(NH3)/ c(N2)·c3(H2)=0.125<K,所以平衡向正反应方向移动。 |
举一反三
在密闭容器中进行反应CH4(g)+H20(g) CO(g)+3H2(g) ΔH>0测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A.10 min时,改变的外界条件可能是温度 | B.0~5 min内,V(H2)=0.1 mol·L-·min— | C.恒温下,缩小容器体积,平衡后c(H2)肯定减小 | D.10—12 min时反应的平衡常数逐渐增大 |
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再体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同的温度下测得气 体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( ) 当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g 达到平衡时,SO2的转化率是90% |
如图是关于反应A2(g)+B2(g) 2C(g)+D(g) △H<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是 ( )
A.升高温度,同时加压 | B.压强不变,降低温度 | C.压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体 | D.温度、压强不变,充入一些A2(g) |
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已知图一表示的是可逆反应C0(g)+H2(g) C(s)+H20(g) △H>O化学反应速率(V)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2N02(g) N204(g) △H<O的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是 ( )
A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 | B.图一t2时改变的条件是增大了反应物的浓度 | C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 | D.若图二t1时改变的条件增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小 |
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向一体积不变的密闭容器中充入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应2A(g)+B(g) 3c(g),各物质的浓度随时间变化的关系如图1所示,其中如t0~t1阶段c(B)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况,且t2、t3、t4各改变一种不同的条件。
(1)若t1="15" min,则t0~t1阶段以c的浓度变化表示的反应速率V(C)= 。 (2)t3时改变的条件为 , B的起始物质的量为 。 (3)t4~t5阶段,若A的物质的量减少了O.01 mol,而此阶段中反应体系吸收能量为a kJ,写出此条件下该反应的热化学方程式: 。 (4)请在如图中定性画出工业合成NH3中H2的逆反应速率(V)随时间(t)变化关系的图像。(其相应的变化特点为:t1达到平衡,t2降温,t3又达到平衡,t4增大压强,t5再次达到平衡。)
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