氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)在T℃时,将0.6molH2和0.4molN2置于容积为2 L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应:3H2+
题型:不详难度:来源:
氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (1)在T℃时,将0.6molH2和0.4molN2置于容积为2 L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应:3H2+N22NH3 △H<0。若保持温度不变,某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图所示:8 min内分钟NH3的平均生成速率为 mol·L-1·min-1。
(2)仍在T℃时,将0.6molH2和0.4molN2置于一容积可变的密闭容 器中。 ①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l:3:2 b.3v正(N2)=v逆(H2) c.3v正(H2)=2v逆(NH3) d.混合气体的密度保持不变 e.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 ②该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题(1)条件下NH3的体积分数相比 (填“变大”“变小”或“不变”)。 ③达到平衡后,改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化,改 变的条件可能是 。
a.升高温度,同时加压 b.降低温度,同时减压 c.保持温度、压强不变,增大反应物浓度 d.保持温度、压强不变,减小生成物浓度 (3)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。 氨气能将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为: 2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g) H=-akJ·mol-1 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1 则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为: 。 若标准状况下NO与NO2混合气体40.32L被足量氨水完全吸收,产生标准状况下氮气42.56L。该混合气体中NO与NO2的体积之比为 。 |
答案
(1)0.0125;(2)①bde;②变大;③c; (3)8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(g) △H=—(6a+7b)/5kJ·mol-1;1:2。 |
解析
试题分析:(1)分析题给图像知,反应体系中的压强由起始状态的m变为平衡状态的0.8m,根据阿伏加德罗定律:在等温等容的条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比知,容器内气体的总物质的量为反应前的1.0mol变为平衡后的0.8mol,气体的物质的量减少0.2mol;结合反应3H2+N22NH3利用差量法分析知,生成气体减少的物质的量与生产氨气的物质的量的相等,为0.2mol,根据公式v=△n/V△t计算得8 min内分钟NH3的平均生成速率为0.0125mol·L-1·min-1;(2)① a.平衡时N2、H2、NH3的浓度之比不一定为l:3:2,错误;b.由3v正(N2)=v逆(H2)得v正(N2):v逆(H2)=1:3,等于化学计量数之比,正确;c.由3v正(H2)=2v逆(NH3)得v正(H2):v逆(NH3)=2:3,不等于化学计量数之比,错误;d.由于反应在容积可变的密闭容器中进行,混合气体的密度随反应的进行不断变化,当其保持不变时已达平衡,正确;e.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,已达平衡,正确,选bde;②合成氨的反应正向为气体物质的量减小的反应,等温等压条件下达到平衡与等温等容条件下达到平衡相比,相当于缩小容器的体积,平衡正向移动,NH3的体积分数变大;③a.升高温度,同时加压,v正、v逆同时增大,与图像不符,错误;b.降低温度,同时减压,v正、v逆同时减小,与图像不符,错误;c.保持温度、压强不变,向容器内充入氮气或氢气来增大反应物浓度,v正增大,容器内气体物质的量增大,为保持压强不变,容器体积增大,氨气浓度减小,v逆减小,达平衡后速率可能比原平衡大,正确;d.保持温度、压强不变,从容器内分离出氨气来减小生成物浓度,v逆减小,容器内气体物质的量减小,为保持压强不变,容器体积减小,反应物浓度增大,v正增大,根据等效平衡知识知,达平衡后速率与原平衡相等,与图像不符,错误,选c;(3)根据反应①2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g) △H=-akJ·mol-1 ②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-bkJ·mol-1利用盖斯定律:(①×6+②×7)÷5得NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:③8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(g) △H=—(6a+7b)/5kJ·mol-1;根据反应②和③列方程组计算;设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,根据题意知,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;则该混合气体中NO与NO2的体积之比为1:2。 |
举一反三
某温度下,密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是
物质
| X
| Y
| Z
| W
| 初始浓度/mol·L-1
| 0.5
| 0.6
| 0
| 0
| 平衡浓度/mol·L-1
| 0.1
| 0.1
| 0.4
| 0.6
| A.反应达到平衡时,X的转化率为80% B.该反应的平衡常数表达式为K= C.增大压强其平衡常数不变,但使平衡向生成Z的方向移动 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 |
可逆反应,反应过程中,当其他条件不变时,C在混合物中的含量与温度(T)的关系如图I所示,反应速率(v)与压强(p)的关系如图II所示。据图分析,以下说法正确的是( )
A.T1<T2,Q>0 | B.增大压强,物质B的转化率增大 | C.反应达平衡后,增加少量的D,平衡逆向移动 | D.a+b>c+d |
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10000C时,硫酸钠可与氢气发生反应:。请回答下列问题: (1)上述反应的平衡常数表达式为: 。 (2)上述反应在三个不同条件下进行,其中H2的浓度随时间的变化如图所示。
①与曲线a比较,b和c分别仅改变一种反应条件,则曲线b改变的条件为 ②该反应的△H___0(填“>”、“<”或“=”),其判断理由是 。 (3)该温度下,向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得 固体质量为1.10g。则该时间范围内的平均反应速率v(H2)= 。 (4)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母,下同)。 a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变 c.c(H2)=c(H2O)d.v正(H2)=v逆(H2O) |
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 | B.升高反应体系的温度,反应速率一定增大 | C.因该反应是放热反应,所以降低温度将缩短反应达到平衡的时间 | D.在t1、t2时刻,O2(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v= |
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对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列说法正确的是( )A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO) | B.若单位时间内生成xmol NO的同时消耗xmol NH3,则反应达到平衡状态 | C.达到平衡状态时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大 | D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O) |
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