相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,实验测得起始、平衡时的有关数据如下表
题型:不详难度:来源:
相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
下列叙述正确的是A.放出热量关系:a<b <92.4 | B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>② | C.达平衡时氨气的体积分数:①>③ | D.N2的转化率:②>①>③ |
|
答案
A |
解析
试题分析:A、①、②相比,②的氮气的浓度较大,氢气浓度相等,所以②的氢气的转化率高,放出的热量多,但氢气不会完全转化,所以放出的热量都小于92.4kJ,a<b <92.4正确;B、三个容器内反应的温度相同,对于同一反应,温度不变,化学平衡常数不变,错误;C、①、③相比,③的反应物浓度是①的2倍,所以③相当于在①平衡的基础上又正向移动,所以达平衡时氨气的体积分数:①<③,错误;D、由C分析,①、③相比,N2的转化率③>①;①、②相比,②的氮气的浓度较大,氢气浓度相等,根据增大一种反应物的浓度会增大另一种反应物的转化率,而自身转化率降低,所以N2的转化率:①>②,综合起来是③>①>②,错误,答案选A。 |
举一反三
(14分)近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。 (1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。在密闭容器 中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断: ①该反应的△H 0(填“<”或“>”)。 ②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v (N2)为 。 ③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列图2中正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填字母编号)。 图1 图2 (2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。 已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol ① 2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol ② H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol ③ 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式 。 (3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐 水的装置,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。
①该燃料电池的负极反应式为 。 ②电解后溶液的pH约为 (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。 ③阳极产生气体的体积在标准状况下约为 L。 |
氮的固定有三种途径:生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间1 h):
T/K
| 303
| 313
| 323
| 353
| NH3生成量/(10-6 mol)
| 4.8
| 5.9
| 6.0
| 2.0
| 相应的化学方程式:2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g)ΔH=a kJ·mol-1 回答下列问题: (1)此合成反应的a________0;ΔS________0,(填“>”、“<”或“=”) (2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 .4 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol-1 则2N2(g)+6H2O(l)===4NH3(g)+3O2 (g) ΔH=________kJ·mol-1 (3)从323 K到353 K,氨气的生成量减少的可能原因_________________; (4)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 .4 kJ·mol-1,分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线X对应的温度是________。 ②a、b、c三点H2的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。 ③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为________ 。 |
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。 (1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下: 2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g) △H=a kJ·mol-1 3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1 反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示); (2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(mol/L) 浓度(mol/L)
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
| NO
| 1.00
| 0.68
| 0.50
| 0.50
| 0.60
| 0.60
| N2
| 0
| 0.16
| 0.25
| 0.25
| 0.30
| 0.30
| CO2
| 0
| 0.16
| 0.25
| 0.25
| 0.30
| 0.30
| ①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)= ,T1℃时,该反应的平衡常数K= ; ②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。 a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭 c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积 ③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q 0(填“>”或“<”)。 ④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。 a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) b.反应体系的温度不再发生改变 c.混合气体的密度不再发生改变 d.反应体系的压强不再发生改变 (3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示: 请写出该电池正极反应式 ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH= (不考虑溶液体积的变化)。 |
在一定条件下,反应N2+3H22NH3,在2L密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了1.7g,则反应速率为A.v(H2)=0.03mol/(L·min) | B.v(N2)="0.005mol/(L·min)" | C.v(NH3)=0.17mol/(L·min) | D.v(NH3)=0.02mol/(L·min) |
|
下列各组金属与酸的反应,反应刚开始时,放出H2的速率最大的是( )
| 金属(粉末状)/mol
| 酸的浓度及体积
| 反应温度
| A
| Mg
| 0.1
| 3mol·L-1盐酸
| 10mL
| 25℃
| B
| Fe
| 0.1
| 3mol·L-1盐酸
| 10mL
| 25℃
| C
| Mg
| 0.1
| 3mol·L-1硫酸
| 10mL
| 25℃
| D
| Mg
| 0.1
| 6mol·L-1硝酸
| 10mL
| 60℃
|
|
最新试题
热门考点