(12分)150 ℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化

(12分)150 ℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化

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(12分)150 ℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度。平衡后容器体积变为3.4 L,容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。

(1)反应前混合气体中V(N2):V(H2)=____________;反应达平衡后V(NH3)=____________L;该反应中N2转化率为____________。
(2)向平衡后的容器中充入0.2 mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡,恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6.44 kJ的热量。
①充入NH3时,混合气体的密度将____________,在达到平衡的过程中,混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“>”、“<”或“=”)。
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
A.容器不再与外界发生热交换
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.当V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2时
D.当容器的体积不再发生变化时
③写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
答案
(1)1︰3 0.6 30%      (2)①增大 减小 = ②A、B、D
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol1
解析
(1)设反应前混合气体中氮气的体积是x,则氢气是4-x。平衡后,气体体积减少了0.6L,所以根据反应式N2+3H22NH3可知,参加反应的氮气是0.3L,氢气是0.9L,生成氨气是0.6L。所以平衡时氮气是x-0.3,氢气是3.1-x。又因为容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5,所以有,解得x=1L
所以氮气和氢气的体积之比是1︰3;反应中氮气的转化率是0.3÷1=0.3,即30%。
(2)①氨气的相对分子质量是17,所以混合气的平均相对分子质量增大,所以密度增大。氮气和氢气的体积是1︰3时,混合气的平均相对分子质量是,由于反应向逆反应方向进行,因此混合气的平均相对分子质量是减小,则密度也是减小的。但由于反应是压强不变的,因此平衡是等效的,即反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度等于5。
②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。所以A、B、D都是可以说明的。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,所以选项C不正确,答案选ABD。
③由于平衡是等效的,所以氨气的转化率是70%,则消耗氨气是0.14mol,所以该反应的反应热是6.44kJ÷0.07molkJ·mol1,所以该反应的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol1
举一反三
将2molN2和8mol H2在适宜条件下按下式进行反应:N2+3H22NH3,当在某一温度下达到化学平衡状态,若测得平衡混合气体对氢气的相对密度为4.19时,求N2的转化率?
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在容积为VL密闭容器中,放入2L A(g)和1L B(g),发生:3A(g)+B(g) aC(g)+2D(g)。达到平衡后,A物质的量浓度减小,混合气体的平均摩尔质量增大,则方程式中a值是
A.1B.2C.3 D.4

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向Cr2(SO4)3水溶液中,加入NaOH溶液,当pH=4.6时,开始出现Cr(OH)3沉淀,随着碱性增强,沉淀增多;但当[OH1]大于0.1 mol·L-1时,沉淀消失,出现亮绿色的亚铬酸根离子(CrO2-)。平衡关系如下:

向50mL0.05mol·L-1的Cr2(SO4)3溶液中,加入1.0mol·L-1NaOH溶液50mL,反应后观察到现象是
A.紫色            B.亮绿色     C有灰绿色沉淀D.无法判断
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已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+52.70 kJ·mol—1。在恒温、恒容的密闭容器中进行上述反应,达到平衡时,描述中不正确的是
A.若再向容器内继续通入少量N2O4,则平衡向正反应方向移动
B.新平衡时,NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数
C.新平衡时,容器中气体的平均相对分子质量比原平衡大
D.新平衡时,混合气体颜色变浅,容器中气体的密度增大

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密闭容器A和B,A保持恒压,B保持恒容。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的等量SO2和O2,发生反应:2SO2+O22SO3,并达平衡后。B容器中SO2的质量分数    (填“ >”、“ < ”或“=”) A 容器中SO2的质量分数
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