科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合

科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合

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科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。

(1)下列叙述正确的是
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数值为:___。
(3)K值越大,表明反应达到平衡时(    )。
A. H2的转化率一定越高    B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全    D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:_____________。

答案
(本题共8分)(1)AC(2分)(2)K=16/15(或1.07或1.1)(2分)
(3)C(2分)  (4)N2+6H+ +6e→2NH3(2分)
解析

试题分析:(1)A、a点反应物的浓度大于b点,浓度越大反应速率越快,故a点反应速率更大,A正确;B、点c之后氢气的物质的量继续减小,可逆反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,故B错误;C、d、e对应氢气、氨气的物质的量不变,可逆反应处于平衡状态,点d和点e处的n(N2)相同,故C正确;D、该反应正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,氨气的物质的量减小,故D错误,答案选AC。
(2)令平衡时转化的氮气的物质的量浓度为x,则:
N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4      0.8           0
转化浓度mol/L)   x       3x           2x
平衡浓度mol/L) 0.4-x   0.8-3x        2x
所以=20%
解得x=0.1
因此该温度下平衡常数K==1.07
(3)A、氢气的转化率与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氢气转化率不一定高,故A错误;B、氨气的产率与与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氨气的产量不一定大,故B错误;C、K值越大,表示反应正向进行的程度大,即正反应进行得越完全,故C正确;D、K值越大,表示反应正向进行的程度大,但该温度下不一定反应发生,反应速率不一定大,故D错误,答案选C。
(4)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨反应中,氮气得电子,所以阴极电极反应为N2+6H+ +6e→2NH3
举一反三
一定温度下,向1.0L密闭容器中加入0.60molX(g),发生反应X(g) Y(s)+2Z(g)△H>0测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表
反应时间t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/(mol·L-1)
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.0375
 
(1)3min时用Z表示的平均反应速率v(Z)=                     
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律,得出的结论是                    。由此规律推出反应在6min时反应物的浓度a为                      mol·L-1
(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图,t2时改变了某一种条件,改变的条件可能是                          (填写两顶)

(4)下列哪些情况表明容器中已达平衡状态          (填字母序号)
A.容器体积一定时气体密度不再变化
B.反应的平衡常数不再变化
C.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
D.Y的物质的量不再发生变化
E.Z的生成速率等于X的消耗速率的2倍
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科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

(1)最新“人工固氮”的研究报道:常温常压.光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g)+ Q  
已知该反应的平衡常数K与温度的关系如右图,则此反应的 Q    0 (填“>”“<”或“=”)。
(2)常温下,如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,       (选填编号)。
A.容器中气体的平均分子量不随时间而变化    B.v(N2)/ v(O2)=2:3
C.容器中气体的密度不随时间而变化           D.通入稀有气体能提高反应的速率
(3)将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水。用水稀释0.1mol·L-1氨水,溶液中随着水量的增加而增大的是            (填字母标号)。
A.c(H+)×c(NH3·H2O)/c(OH)    B.c(NH4+)×c(OH)/c(NH3·H2O)
C.c(H+)·c(OH)            D.
(4)常温下,在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后,在其他条件不变时,通入2mol N2,请在右图中画出正(v).逆(v)反应速率随时间t变化的示意图。
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某研究小组研究了其他条件不变时,改变条件对以下可逆反应的影响:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   +Q
下列说法正确的是

图一               图二             图三              图四
A.图一研究的是温度、压强对平衡的影响,横坐标表示压强
B.图二研究的是温度对平衡的影响,Ⅱ采用的温度更高
C.图三中t0时使用了催化剂,使平衡向正反应方向进行
D.图四中t0时增大压强,使平衡向正反应方向进行

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化学学科中的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种,且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)常温下,取 pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL, 向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是       ( 填“A”或“B”)。 设盐酸中加入的Zn质量为m1,醋酸溶液中加入的Zn质量为 m2。 则 m1       m2 ( 选填“<”、“=”、“>”)


(2)在体积为3L的密闭容器中,CO与H2在一定条件下反应生成甲醇:CO ( g) + 2H2( g) → CH3OH(g) 。反应达到平衡时,平衡常数表达式K=                  ,升高温度,K值           (填“增大”、“减小”或“不变”)。在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=                    
(3)常温下,某纯碱溶液中滴入酚酞,溶液呈红色。说明该溶液呈     性。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时,甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH 所致;乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所致。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)                                                              
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碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。
一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1℃时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
            
活性炭
(mol)
NO
(mol)
A
(mol)
B
(mol)
初始
2.030
0.100
0
0
平衡
2.000
0.040
0.030
0.030
 
(1)在T1℃时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为           mol/(L·min);当活性炭消耗0.015mol时,反应的时间           (填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。
(2)在T1℃下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是         
a.增大活性炭的量   b.增大压强   c.升高温度        d.移去部分B
(3)结合上表数据,该反应的平衡常数表达式为                。(生成物A、B用相应的化学式表示)若T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2,且K1>K2,能否判断该反应是吸热反应还是放热反应,说明理                                     
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