把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程稱為固氮。生物固氮和大氣固氮(閃電時(shí)N2轉(zhuǎn)化為NO)屬于自然固氮,這遠(yuǎn)不能滿足人類的需要。工業(yè)固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法。有關(guān)大氣固氮和工業(yè)固氮的平衡常數(shù)K值分別如下表一和表二。
表一:N2+ O  2NO                    

溫度
27℃
2000℃
K值
3.84×10-31
0.1
 
表二:N2+ 3H22NH3      
溫度
25℃
350℃
400℃
450℃
K值
5×108
1.847
0.507
0.152
(1)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析,下列說(shuō)法正確的是_________。
A、N2+ O  2NO是吸熱反應(yīng)
B、人類大規(guī)模模擬大氣固氮是沒(méi)有意義的
C、在常溫下,增加工業(yè)固氮的容器的壓強(qiáng),K值會(huì)發(fā)生改變
D、工業(yè)固氮是放熱反應(yīng)
(2)向某密閉容器中加入4 mol NH3、1.2 mol H2和一定量的N2三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化如甲圖所示[已知0~t1階段保持恒溫、恒容,且c(N2)未畫出]。乙圖為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件,反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況,已知在t2、t3、t4、t5時(shí)刻各改變一種不同的條件。

①若t1="15" s,則t0~t1階段的反應(yīng)速率為v(H2)=   
②N2的起始物質(zhì)的量為     
③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),下列說(shuō)法中能表明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是           
A、單位時(shí)間內(nèi)生成a molN2,同時(shí)生成3a mol H2   B、容器的總壓強(qiáng)不再變化
C、混合氣體的密度不再變化        D、三個(gè)H—H 鍵斷裂的同時(shí)有六個(gè)H—N鍵斷裂
④t4時(shí)刻改變的條件為           ,t5時(shí)刻改變的條件為          
⑤已知t0~t1階段該反應(yīng)放出或吸收的熱量為Q kJ(Q為正值),試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________________________________________________

(1)ABD(2分)
(2)①0.02mol/(L·s)  ②1.2mol (各1分)  ③BD(2分)   ④減小壓強(qiáng)   升高    溫度(各1分) ⑤2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g)  △H=+2.5QkJ/mol(2分)

解析試題分析:(1)A、從表一可以看出,隨著溫度的升高,K值增大,表明正向是吸熱的方向,正確;B、從表一數(shù)據(jù)還可以看出,即使是升高到2000℃ ,氮?dú)馀c氧氣生成一氧化氮的平衡常數(shù)也只達(dá)到0.1,但是對(duì)于人工合成氨來(lái)說(shuō),就是在25℃ ,其平衡常數(shù)也達(dá)到了5×108,表明人類大規(guī)模模擬大氣固氮是沒(méi)有意義的,這種說(shuō)法正確;C、K值只隨溫度的改變而改變,不隨壓強(qiáng)的改變而改變,錯(cuò)誤;D、從表二可以看出,溫度越高,平衡常數(shù)越小,表明正向是一個(gè)放熱的方向。正確。
(2)反應(yīng)速率是指單位時(shí)間內(nèi)濃度的改變量:①
②從圖中可以計(jì)算出這容器的體積為:4L。
因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率的比等化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此:
那么N2的起始物質(zhì)的量為 
③A、單位時(shí)間內(nèi)生成a molN2,同時(shí)生成3a mol H2,這種關(guān)系不管平衡與否,一直存在,不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,錯(cuò)誤;B、氨氣分解生成氮?dú)夂蜌錃,是一個(gè)體積增大的反應(yīng),當(dāng)混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化時(shí),意味著反應(yīng)的各物質(zhì)的量已不再隨時(shí)間的改變而改變,即達(dá)到平衡狀態(tài),正確;C、與B和道理一樣,正確;D、三個(gè)H—H 鍵斷裂的同時(shí)有六個(gè)H—N鍵斷裂,這種關(guān)系是始終存在的,不管平衡與否。
④t4時(shí)刻正逆反應(yīng)速率都減小,且逆反應(yīng)速率減小的程度大,表明平衡正向移動(dòng),而正向是吸熱和體積增大的方向,因此只能是減小壓強(qiáng);t5時(shí)刻正逆反應(yīng)速率都增在,且正反應(yīng)速率增大的程度大,表明平衡正向移動(dòng),而正向是吸熱和體積增大的方向,因此只能是升高溫度。
⑤2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g)  △H=+2.5QkJ/mol(2分)。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡的有關(guān)知識(shí)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

氮是大氣中含量最多的氣體,研究氮及其化合物對(duì)人類有重要的意義。
(1)合成氨的原理為:N2(g)+3H22NH3 △H=" -" 92.4kJ/mol
①將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中,在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡,平衡時(shí)測(cè)得N2為0.1 mol,H2為0.3 mol,NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為      。
此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=          
②欲提高H2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是           
a.向容器中按原比例再充入原料氣
b.向容器中再充入惰性氣體
c.改變反應(yīng)的催化劑
d.液化生成物分離出氨
(2)在2L密閉容器中,800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)  2NO2(g) △H<0體系中,各成分濃度隨時(shí)間的變化如圖:

①用O2表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=___________。
②能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________。
a.v(NO2)=2v(O2)   
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變     
c.v(NO)=2v(O2)  
d.容器內(nèi)的密度保持不變
③為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是_________。
a.及時(shí)分離出NO2氣體           b.適當(dāng)升高溫度 
c.增大O2的濃度                d.選擇高效的催化劑
(3)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g)  ΔH=-1 200 kJ·mol-1對(duì)于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí),下列圖像正確的是______(填代號(hào))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)CO2 (g)+H2 (g)CO (g)+H2O (g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:

t / ℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
 
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=____________。
(2)正反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(多選扣分)。
A、容器中壓強(qiáng)不變    B、混合氣體中c (CO)不變
C、v(H2)=v(H2O)    D、c (CO2)="c" (CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c (CO2)·c (H2)="c" (CO)·c (H2O)?膳袛啻藭r(shí)的溫度為_(kāi)_______℃。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為1/3Fe2O3(s) + CO(g) 2/3Fe(s) + CO2(g)
已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________,△H________0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過(guò)l0 min達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ(CO2)=" _________" 、CO的平衡轉(zhuǎn)化率= _____________:
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________。

A.減少Fe的量 
B.增加Fe203的量 
C.移出部分CO2 
D.提高反應(yīng)溫度 
E.減小容器的容積
F.加入合適的催化劑

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

Ⅰ.課本中通過(guò)向草酸(H2C2O4)溶液中滴加用硫酸酸化高錳酸鉀中研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                              ,該反應(yīng)不需使用指示劑的原因是                          ;
Ⅱ.某同學(xué)根據(jù)課本外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響原理,設(shè)計(jì)了硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄如下(見(jiàn)表格),請(qǐng)結(jié)合表中信息,回答有關(guān)問(wèn)題:

實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
反應(yīng)溫度
(℃)
參加反應(yīng)的物質(zhì)
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/mol?L-1
V/mL
c/mol?L-1
V/mL
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
 
(1)寫出上述反應(yīng)的離子方程式                           
(2)根據(jù)你所掌握的知識(shí)判斷,在上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率最快的可能是     (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))
(3)在利用比較某一因素對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響時(shí),必須排除其他因素的變動(dòng)和干擾,即需要控制好與實(shí)驗(yàn)有  關(guān)的各項(xiàng)反應(yīng)條件.其中:
①能說(shuō)明溫度對(duì)該反應(yīng)速率影響的組合比較是     ;(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))
②A和B、A和C的組合比較所研究的問(wèn)題是                          
③B和C的組合比較所研究的問(wèn)題是                                
(4)教材是利用了出現(xiàn)黃色沉淀的快慢來(lái)比較反應(yīng)速率的快慢,請(qǐng)你分析為何不采用排水法測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)氣體體積的大小的可能原因:                                   

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)是:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O (g)  ΔH=" -1025" KJ/mol
(1)一定溫度下,現(xiàn)將0.8mol NH3和1.5mol O2充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是       

(2)在容積為1L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:

時(shí)間/濃度
c(NH3)(mol/L)
C(O2)(mol/L)
C(NO)(mol/L)
起始
0.8
1.5
0
第2min
0.7
a
0.1
第4min
0.4
1.0
0.4
第6min
0.4
1.0
0.4
第8min
1.2
2.5
0.4
 
①起始時(shí)物料比c (O2) : c (NH3)>1.25,其原因是                              
②反應(yīng)在第2min到第4min時(shí)O2的平均反應(yīng)速率為             mol·L-1·min-1
③反應(yīng)在第2min改變了反應(yīng)條件,改變的條件可能是        (填字母序號(hào))
a.使用催化劑   b.升高溫度   c.增大壓強(qiáng)   d.增加O2的濃度
④反應(yīng)在第8min改變的反應(yīng)條件可能是                    ,再次達(dá)到平衡時(shí),NO的體積分?jǐn)?shù)            
          (填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

I.設(shè)反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1。
反應(yīng)②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2,
在不同溫度下,K1、K2的值如下:

T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
(1)現(xiàn)有反應(yīng)③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),這是一個(gè)     (填“吸”或“放”)熱反應(yīng),要使平衡③向右移動(dòng),可采取的措施有      (填序號(hào))。
A.縮小反應(yīng)容器容積
B.?dāng)U大反應(yīng)容器容積
C.降低溫度
D.升高溫度
E.使用合適的催化劑
F.設(shè)法減少CO的量
(2)若反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在溫度T1下進(jìn)行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在溫度T2下進(jìn)行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他條件均相同),則兩者的反應(yīng)速率       (填序號(hào))
A.前者大    B.后者大    C.一樣大  D.無(wú)法判斷
II.(1)水的電離平衡曲線如圖所示,若A點(diǎn)表示25℃時(shí)水的電離達(dá)平衡時(shí)的離子濃度,B點(diǎn)表示100℃時(shí)水的電離達(dá)平衡時(shí)的離子濃度。則100℃時(shí)1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水電離出的c(H)=________mol·L-1,KW(25℃)________KW(100℃)(填“>”、“<”或“=”)。25 ℃時(shí),向水的電離平衡體系中加入少量NH4HCO3固體,對(duì)水的電離平衡的影響是________(填“促進(jìn)”、“抑制”或“不影響”)。
(2)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的量。已知如表數(shù)據(jù)。
化學(xué)式
電離平衡常數(shù)(25℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
 
①25℃時(shí),有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三種溶液的pH由大到小的順序?yàn)?u>                  ____。
②25 ℃時(shí),相同濃度、相同體積的CH3COOH溶液和NaOH溶液混合, 則混合溶液中c(Na)________c(CH3COO)(填“>”、“<”或“=”)
③向NaCN溶液中通入少量CO2,所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

某些金屬及金屬氧化物對(duì)H2O2的分解反應(yīng)具有催化作用,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)已知:2H2O2(aq) =" 2" H2O (l) + O2(g) 的< 0, 則該反應(yīng)的逆反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?     (填“能”或“不能”),判斷依據(jù)是     。
(2)某同學(xué)選用Ag、Pt、Cu、TiO2作為催化劑,在25℃ 時(shí),保持其它實(shí)驗(yàn)條件相同,測(cè)得生成的O2體積(V)。V與分解時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示(O2的體積已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則:在不同催化劑存在下,H2O2分解反應(yīng)的活化能大小順序是 Ea(  ) > Ea(  ) > Ea(  ) > Ea(  ) (括號(hào)內(nèi)填寫催化劑的化學(xué)式)金屬Pt 催化下,H2O2分解的反應(yīng)速率v(O2) =     mol·s-1
(3)為研究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響(不加催化劑),可將一定濃度和體積的H2O2置于密閉容器中,在某溫度下,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間t,測(cè)定生成O2的體積V。然后保持其它初始條件不變,改變溫度T,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。獲得V(O2) ~ T關(guān)系曲線。下列趨勢(shì)圖最可能符合實(shí)測(cè)V(O2) ~ T關(guān)系曲線的是     ,原因是     。

A. B. C. D.
(4)以Pt為電極電解H2O2也可產(chǎn)生氧氣,寫出H2O2水溶液電解過(guò)程中的電極反應(yīng)式(已知:H2O2的氧化性及還原性均比H2O強(qiáng)):陰極;陽(yáng)極 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

在一容積為2 L的密閉容器中,加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  ΔH<0 。反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)根據(jù)上圖,計(jì)算從反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí),氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)為_(kāi)_____________。
(2)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率_________________。
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后,第5分鐘末,保持其它條件不變,若改變反應(yīng)溫度,則NH3的物質(zhì)的量濃度不可能為_(kāi)___________。(填序號(hào))
a.0.20 mol·L-1 b.0.12 mol·L-1 c.0.10 mol·L-1  d.0.08 mol·L-1
(4)請(qǐng)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式_________,若該反應(yīng)在298K、398K時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1   K2(填“>”、“="”" 或 “<” )。
(5)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后,若在第8分鐘末達(dá)到新的平衡(此時(shí)NH3的濃度約為0.25 mol·L-1),請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出第5分鐘末到此平衡時(shí)NH3濃度的變化曲線。

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