合成氨反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng):N2(g)+H2(g)?2NH3(g),在298K時(shí),△H=-92.2kJ?mol-1,△S=-198.2J?K-1?mol-1,K=6.6×105Pa-2(用各氣體的分壓表示的平衡常數(shù)).忽略溫度對(duì)△H和△S的影響,298K、1.01×105kPa下,在恒壓的密閉容器中充入10mol氮?dú)狻?0mol氫氣和20mol氨氣,開(kāi)始的瞬間,反應(yīng)向
 
方向進(jìn)行,反應(yīng)一段時(shí)間后體系能量的變化為
 
(填“吸收”或“放出”)184.4kJ,容器的體積變?yōu)樵瓉?lái)的
 
倍,t min時(shí)反應(yīng)物(若反應(yīng)正向進(jìn)行,則反應(yīng)物為氮?dú)猓蝗舴磻?yīng)逆向進(jìn)行,則反應(yīng)物為氨氣)轉(zhuǎn)化率為
 
考點(diǎn):化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算
專(zhuān)題:化學(xué)平衡專(zhuān)題
分析:氣體的分壓之比等于物質(zhì)的量之比,根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出分壓之商,然后與平衡常數(shù)比較,從而可判斷平衡移動(dòng)方向;根據(jù)移動(dòng)方向判斷反應(yīng)中能量變化;根據(jù)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量計(jì)算此時(shí)容器容積之比;根據(jù)反應(yīng)消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量及反應(yīng)前氮?dú)獾目偽镔|(zhì)的量計(jì)算出氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率.
解答: 解:氣體的分壓與氣體的物質(zhì)的量成正比,則反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí),生成物與反應(yīng)物的分壓商為:Q=
202
101×303
=
4
2700
<K,所以反應(yīng)向正向進(jìn)行;
由于該反應(yīng)的焓變△H<0,反應(yīng)一段時(shí)間后體系能量的變化為放出184.4kJ;
根據(jù)題干信息可知,每放出92.2kJ能量需要反應(yīng)掉1mol的N2,所以放出184.4kJ熱量消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為:
184.4kJ
92.2kJ/mol
=2mol,
此時(shí)反應(yīng)體系中N2剩余的物質(zhì)的量為:10mol-2mol=8mol,H2剩余物質(zhì)的量為:30mol-2mol×3=24mol,生成的NH3的物質(zhì)的量為4mol,
則tmin時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為:8mol+24mol+24mol=56mol,
所以tmin后的容器體積變?yōu)樵瓉?lái)的:
56mol
60mol
=
14
15
;
氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為:
2mol
10mol
×100%=20%,
故答案為:正反應(yīng);放出;
14
15
;20%.
點(diǎn)評(píng):本題考查了化學(xué)反應(yīng)與能量變化、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,題目難度中等,注意掌握化學(xué)平衡及其影響因素,明確化學(xué)平衡常數(shù)的含義及計(jì)算方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力.
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:

下列說(shuō)法正確的是( 。
A、HNO3的摩爾質(zhì)量為63
B、摩爾是物質(zhì)的量的單位
C、1mol任何物質(zhì)都約含有6.02×1023個(gè)原子
D、64g SO2中含有1mol O2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

反應(yīng)2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-中,F(xiàn)e3+
 
(填“氧化”或“還原”)產(chǎn)物.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,它們?cè)诘貧ぶ谐R粤蛩猁}的形式存在,BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽.工業(yè)上提取鋇和鍶時(shí)首先將BaSO4和SrSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽.
已知:SrSO4(s)?Sr2+(aq)+SO42-(aq)   Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)?Sr2+(aq)+CO32-(aq)         Ksp=2.5×10-9
(1)將SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為
 
,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
(填具體數(shù)字);該反應(yīng)能發(fā)生的原因是
 
(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋?zhuān)?br />(2)對(duì)于上述反應(yīng),實(shí)驗(yàn)證明增大CO32-的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率.判斷在下列兩種情況下,平衡常數(shù)K的變化情況(填“增大”、“減小”或“不變”):
①升高溫度,平衡常數(shù)K將
 
;②增大CO32-的濃度,平衡常數(shù)K將
 

(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類(lèi)似,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過(guò)程中SrSO4是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO3.實(shí)驗(yàn)所用的試劑為
 
;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

甲醇來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、運(yùn)輸貯存方便,有著重要的用途和應(yīng)用前景.
(1)甲醇是一種新型的汽車(chē)動(dòng)力燃料.工業(yè)上可通過(guò)CO和H2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)△H=-116kJ?mol-1.
該反應(yīng)的原料CO和H2本身都可作為燃料提供動(dòng)力,已知這兩種物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式為:
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-242kJ?mol-1
寫(xiě)出CH3OH (g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為:
 

(2)T℃時(shí),向VL的密閉容器中投入10mol CO與20mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:
CO (g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①平衡時(shí),CO 的轉(zhuǎn)化率為50%.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 

②如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K變大,則該反應(yīng)
 

a.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)
b.在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
d.在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種:
①甲醇蒸汽重整法.該法中的一個(gè)主要反應(yīng)為CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是
 

②甲醇部分氧化法.在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時(shí)原料氣比例對(duì)反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如圖所示.在制備H2時(shí)最好控制
n(O2)
n(CH3OH)
=
 

(4)以甲醇-空氣燃料電池為直流電源,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,用陽(yáng)離子交換膜電解法模擬高濃度乙醛廢水的處理過(guò)程,其總反應(yīng)為:2CH3CHO+H2O
 電解 
.
 
CH3CH2OH+CH3COOH,電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

海帶中含有豐富的碘.為了從海帶中提取碘,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)指出提取過(guò)程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的名稱(chēng):③
 
,⑤
 
、
 

(2)步驟④的反應(yīng)中,氧化劑是
 
(填化學(xué)式),氧化產(chǎn)物是
 
(填化學(xué)式),氧化劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為
 

(3)步驟⑤中,某學(xué)生選擇用苯來(lái)提取碘的理由是
 

(4)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘.請(qǐng)寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論
 

(5)通過(guò)蒸餾,可以將碘單質(zhì)和苯分離開(kāi),即步驟⑥.蒸餾實(shí)驗(yàn)中的儀器除了鐵架臺(tái)、鐵圈、石棉網(wǎng)、酒精燈、溫度計(jì)、尾接管、錐形瓶等之外,還需要
 
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在.實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如下:

(1)指出操作③的名稱(chēng):
 
;操作②中充入適量Cl2的目的是
 

(2)提取碘的過(guò)程中,可供選擇的試劑是
 

A.酒精            B.四氯化碳             C.汽油              D.醋酸
(3)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑還需經(jīng)過(guò)蒸餾.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的蒸餾裝置,圖中明顯的錯(cuò)誤是
 

(4)有同學(xué)認(rèn)為蒸餾時(shí)最好使用水浴加熱,使用水浴的優(yōu)點(diǎn)是:
 
;
蒸餾結(jié)束,晶體碘聚集在
 
(填儀器名稱(chēng))里.
(5)實(shí)驗(yàn)③分離出來(lái)的廢液中含有Cl-、SO42-,現(xiàn)只取一次試液,如何鑒別出Cl-、SO42-,依次加入試劑的為:
 
、
 

(6)某小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)需用到一定物質(zhì)的量濃度的碘水溶液225mL,配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯外,還需
 
、
 
.若搖勻時(shí),發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線(xiàn),則配得溶液濃度
 
(填偏大、偏小或無(wú)影響).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

X、Y、Z、W有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,則X、Y、Z可能是
 

①N2、NO、NO2
②AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2
③S、SO2、SO3
④NaOH、NaHCO3、Na2CO3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

Zn與硝酸同一燒杯,Cu與硫酸同一燒杯,Cu與Zn用導(dǎo)線(xiàn)連接,兩燒杯用鹽橋鏈接,
 
(填“能”或“否”)構(gòu)成原電池并放出氫氣.

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同步練習(xí)冊(cè)答案