一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),若开始时只充入2amolNH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大

一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),若开始时只充入2amolNH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大

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一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),若开始时只充入2amolNH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%.若开始时充入amoN2和3amolH2的混合气体,求:
(1)达到平衡时H2的转化率______;
(2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数______.
答案
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)00 2a
反应(mol)x3x 2x
平衡(mol)x 3x (2a-2x)
达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%,
x+3x+(2a-2x)
2a
=1.4,解得x=0.4a,
(1)若开始时充入amolN2和3amolH2的混合气体,达到平衡时,与开始充入2amolNH3平衡等效,
所以反应的H2的物质的量为:3a-3x=3a-3×0.4a=1.8amol,则H2的转化率为
1.8a
3a
×100%=60%,
故答案为:60%;
(2)NH3在混合气体中的体积分数为
2a-2×0.4a
0.4a+1.2a+1.2a
×100%=42.9%,故答案为:42.9%.
举一反三
某温度下,H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=
9
4
.该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示.下列判断不正确的是(  )
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起始浓度
c(H2)/mol/L0.0100.0200.020
c(CO2)/mol/L0.0100.0100.020
某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),5min后达到平衡.已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则(  )
A.a=3B.a=2
C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%
化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用.氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料.
Ⅰ、氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极)
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是______.
A、a电极是负极,OH-移向负极
B、b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-
C、电极总反应式为:2H2+O2
点燃
.
2H2O
D、电池中电解质溶液的pH保持不变
E、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)如图装置中盛有100mL 0.1mol•L-1 AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时右图装置中溶液的pH=______.(溶液体积变化忽略不计)
Ⅱ、氢气是合成氨的重要原料.工业上合成氨的反应是:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.2kJ•mol-1
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是______.
①N2、H2、NH3的体积分数不再改变
②单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
③单位时间内生成3n mol N-H键的同时生成n mol N≡N
④用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中进行,测得如下数据:
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时间(h)
物质的量(mol)
01234
N21.50n11.20n31.00
H24.504.203.60n43.00
NH30.000.20n21.001.00
某温度下,反应H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=
9
4
.该温度下在体积均为10L的三个密闭容器中分别加入反应物,起始加入量如下图所示:
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起始量
H2(mol)122
CO2(mol)112
氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用时当前的重要研究内容之一.
(1)一定条件下,在一个密闭的容器中充入气体:N22mol、H26mol,达到平衡后N2的转化率为50%,同时放热92.3kJ.
①该反应的热化学方程式为:______.
②升高温度,该反应的平衡常数K值______(填“增大”“减小”或“不变”).
③在一定条件下,在密闭容器中发生合成氨反应,N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0).当反应达到平衡时,它们的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L.下列说法中不正确的是______(填字母).
A.当H2与NH3生成速率为3:2时,反应一定达到平衡状态
B.H2与N2的转化率一定相等
C.c1一定等于0.14mol/L
D.c3的取值范围为0<c3<0.28mol/L
E.使用催化剂可以提高氨气的转化率
(2)利用反应8NH3+6NO2⇌7N2+12H2O可处理大气污染气体NO2.当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标况下的体积是______.
(3)最近科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可以直接用于燃料电池的方法,其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为4NH3+3O2═2N2+6H2O,则通入氨气的一极应为______(填“正极”或“负极”),该电极反应式为______.
(4)工业上净化处理铬污染方法之一是:将含K2Cr2O7酸性废水放人电解槽内,加入适量的NaCl,以Fe和石墨为电极进行电解.经过一段时间后,生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×l0-31).已知电解后的溶液中c(Fe)为2.0×10-13mol/L,则溶液中c(Cr3+)为______mol/L.