I、恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固体容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻t
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I、恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固体容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) (1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a=______. (2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%.计算平衡时NH3的物质的量______. (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始):n(平)=______. (4)原混合气体中,a:b=______. (5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,a(N2):a(H2)=______. (6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=______. II、若向体积不变的密闭容器中充入2molN2和6molH2,一定条件下发生反应: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),平衡时混合气共7mol.令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量,维持温度不变,使达到平衡时各成分的百分含量不变.则: (1)若a=0,b=0,则c=______. (2)若a=0.7,b=2.1,则: ①c=______. ②这时反应向______进行,因为:______. ③若要维持反应开始向该反应方向进行,c的范围是______. (3)欲使起始反应维持向与②相反的方向进行,则b的范围是______. |
答案
(1)由反应的化学方程式得知,反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1:2,设转化的N2的物质的量为xmol, 则x:6=1:2,解之x=3,所以a=13+3=16mol,故答案为:16; (2)由n==32mol,NH3的含量(体积分数)为25%, n平(NH3)=32mol×25%=8mol,故答案为:8mol; (3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g), 开始16 b 0 转化412 8 平衡12(32-12-8)8 n(始):n(平)=(16+24):((12+12+8)=40:32=5:4,故答案为:5:4; (4)由上述解答可知,b=12+(32-12-8)=24mol,a=16mol,所以a:b=16mol:24mol=2:3,故答案为:2:3; (5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)=:0.5=1:2,故答案为:1:2; (6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=12mol:12mol:8mol=3:3:2,故答案为:3:3:2; II、(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g), 开始 2 6 0 开始0 04 在温度、体积不变的条件下,达到相同的平衡状态,则c=4mol,故答案为:4mol; (2)①根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g), 开始0.7 2.1 c 转化0.5c 将c极限转化为a,即0.5c+0.7=2,解得c=2.6,故答案为:2.6; ②根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g), 开始2 6 0 转化x 3x 2x 平衡 2-x 6-3x 2x 2-x+6-3x+2x=7,解得x=0.5, 即平衡时物质的量分别为1.5mol、4.5mol、1mol, 当a、b、c分别为0.7、2.1、2.6时,浓度商>平衡常数(Q>K),则化学反应逆向移动, 故答案为:逆反应方向;(2分);浓度商>平衡常数; ③因平衡时c为1,c的最大值为4,则要维持反应开始向该反应方向进行,应满足1<c≤4,故答案为:1<c≤4; (3)欲使起始反应维持向与②相反的方向进行,即反应向正向移动,平衡时b=4.5,b的最大值为6,则满足4.5<b≤6即可, 故答案为:4.5<b≤6. |
举一反三
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______. |
某温度下,H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=.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( )
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 | c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 | c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 | 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=3 | B.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+O22H2O 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:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 | H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 | NH3 | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 | 某温度下,反应H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=.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:
起始量 | 甲 | 乙 | 丙 | H2(mol) | 1 | 2 | 2 | CO2(mol) | 1 | 1 | 2 |
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