氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。
I．工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法：
① 用焦炭跟水反應(yīng)：      C(s）+ H2O(g)CO(g）+ H2(g)；
② 用天然氣跟水蒸氣反應(yīng)：CH4(g）+ H2O(g） CO (g)+ 3H2(g)
已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖，則方法②中反應(yīng)的ΔH =__________    ___。

Ⅱ．在3個1L的密閉容器中，同溫度下、使用相同催化劑分別進行反應(yīng)：
3H2(g）+ N2(g）2NH3(g)，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，反應(yīng)達到平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)為：

容 器
 		甲
 		乙
 		丙
 
反應(yīng)物投入量
 		3 mol H2、2 mol N2
 		6 mol H2、4mol N2
 		2 mol NH3
 
達到平衡的時間（min）
 		         t
 		5
 		8
 
平衡時N2的濃度（mol·L-1）
 		c1
 		3
 		 
 
N2的體積分數(shù)
 		ω1
 		ω2
 		ω3
 
混合氣體密度（g·L-1）
 		ρ1
 		ρ2
 		 
 
 
(1）下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是
a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
b．v（N2）正＝3v（H2）逆
c．容器內(nèi)壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
(2）甲容器中達到平衡所需要的時間t     5min (填>、< 或=)
(3）乙中從反應(yīng)開始到平衡時N2的平均反應(yīng)速率       （注明單位）。
(4）分析上表數(shù)據(jù)，下列關(guān)系正確的是________．
a．2c1 =3mol/L         b．ω1 = ω2            c．2ρ1 = ρ2    
(5）該溫度下，容器乙中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____  __（用分數(shù)表示）（mol/L）－2。

（16分）I．ΔH =（a+3b-c）( 3分）
Ⅱ．(1）c（3分）；
(2）t > 5 （2分）；
(3）0．2 mol·L-1·min-1（2分，數(shù)據(jù)1分，單位1分）
(4）c（3分）；
(5）K= 4/81（3分）

解析試題分析：I．由圖知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g）△H=-akJ/mol；    ①
H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g）      △H=-bkJ/mol；       ②
CH4(g)+2O2(g)= 2H2O(g)+ CO2(g）        △H=-ckJ/mol        ③；根據(jù)蓋斯定律得方法②中反應(yīng)的ΔH =③-①-②×3=-c-(-a)-(-b)×3=（a+3b-c）kJ/mol；
Ⅱ．(1)a、平衡時容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比不一定為1︰3︰2，錯誤；b、根據(jù)化學方程式得3v（N2）正＝v（H2）逆 ，錯誤；c、容器體積不變，一定溫度下，隨著反應(yīng)的進行，氣體的物質(zhì)的量在減少，所以容器的壓強逐漸減小，當平衡時，壓強不再變化，正確；d、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，該恒容容器中的氣體的密度一直不變，不能判斷平衡狀態(tài)的到達，錯誤，答案選c。
（2）甲與乙比，反應(yīng)物的濃度小，所以反應(yīng)速率慢，達平衡的時間長，則t>5min；
（3）氮氣的初始濃度是4mol/L，平衡濃度是3mol/L，所以氮氣的濃度減少1mol/L，則乙中氮氣的平均反應(yīng)速率為1mol/L/5min=0．2mol·L-1·min-1
(4)乙與甲比，乙的反應(yīng)物濃度是甲的2倍，相當于在甲的平衡的基礎(chǔ)上又充入3 mol H2、2 mol N2，若平衡不移動，則2c1 =3mol/L，ω1 = ω2，而實際在恒溫恒容時增大反應(yīng)物的濃度平衡正向移動，所以3>2c1，ω2 >ω1 ，ab錯誤；對于恒容條件下的可逆反應(yīng)，體系中各物質(zhì)均是氣體，乙中的氣體質(zhì)量是甲中氣體質(zhì)量的2倍，所以乙的密度也是甲的2倍，c正確，答案選c。
(5)根據(jù)（3）的計算，消耗氮氣1mol/L，消耗氫氣3mol/L，則生成氨氣2mol/L．該溫度下，容器乙中各物質(zhì)的平衡濃度分別為c（N2）=3mol/L，c（H2）=3mol/L，c（NH3）=2mol/L，所以
K= c（NH3）2/ c（N2）·c（H2）3=4/81（mol/L）－2
考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學反應(yīng)速率的計算，化學平衡狀態(tài)的判斷，不同平衡狀態(tài)的比較，化學平衡常數(shù)的計算

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知l mol SO2(g)氧化為1 molSO3 (g)的。請回答下問題；

（1）E表示___________________；E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱__________（填“有”或“無”）影響。
（2）該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中△H___________（填“變大”、“變小”或“不變”），理由是________。
（3）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ·mol，計算由S(s)生成2mol SO3(g)的△H ＝________________。
（4）在一定條件下向容積為2L的容器中通入4molSO2和3molO2，充分反應(yīng)達平衡后，SO3的體積分數(shù)為1/3。若在相同的條件下向容積為2L的容器中通入amolSO2和，bmolSO3，和cmol，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行且達到平衡時SO3的體積分數(shù)也為1/3。則c的取值范圍為___________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（14分）（Ⅰ）甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H2化合來制備甲醇。
已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O(shè)
H—O
鍵能/kJ·mol－1
348
413
436
358
1072
463
請回答下列問題：
（1）已知CO中的C與O之間為叁鍵連接，則工業(yè)制備甲醇的熱化學方程式為     
                                ；
（2）某化學研究性學習小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng)，在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1 molCO和 2 molH2，加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在250°C開始反應(yīng)，并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下：
反應(yīng)時間/min
0
5
10
15
20
25
壓強/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
則從反應(yīng)開始到20min時，以CO表示的平均反應(yīng)速率=      ，該溫度下平衡常數(shù)K=     ，若升高溫度則K值      （填“增大”、“減小”或“不變”）；
（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是       ；
A．2 v (H2)正=" v" (CH3OH)逆      
B．容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
C．容器中氣體的壓強保持不變    
D．單位時間內(nèi)生成 n molCO 的同時生成 2n molH2
（Ⅱ）回答下列問題：
（1）體積均為100mL pH=2的CH3COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示，
則Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)（填＞、＜或＝）

（2）25℃時，CH3COOH與CH3COONa的混合溶液，若測得pH=6，則溶液中C(CH3COO?)-c(Na+)=_________mol·L-1(填精確值)。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

化學反應(yīng)原理對于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個化學反應(yīng)的平衡常數(shù)（K1、K2、K3）與溫度的關(guān)系分別如下表所示：

化學反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度
973 K
1173 K
①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
K1
1．47
2．15
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)
K2
2．38
1．67
③CO(g) ＋H2O(g)CO2(g) ＋H2(g)
K3
？
？
 
請回答：
（1）反應(yīng)①是       （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（2）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝__________(用K1、K2表示)。
（3）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動，可采取的措施有 _____(填寫字母序號)。
A．縮小反應(yīng)容器的容積
B．擴大反應(yīng)容器的容積
C．升高溫度
D．使用合適的催化劑
E．設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度
（4）若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時都達到了平衡，而t2、t8時都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時__________________； t8時__________________。
②若t4時降壓， t6時增大反應(yīng)物的濃度，請在圖中畫出t4～t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系線。
II、（5）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2＝2CO+O2，CO可用作燃料．已知該裝置的陽極反應(yīng)為：4OH--4e-＝O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)為                        。
（6）某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部如圖所示，其中的燃料電池采用KOH溶液作電解液。

如果某段時間內(nèi)，氫氧儲罐中共收集到33．6L氣體（已折算成標準狀況），則該段時間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為            mol。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)：
①Fe2O3(s)＋3C(s) ===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝－492.7 kJ·mol－1
②3CO(g)＋Fe2O3(s) ===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋25.2 kJ·mol－1
則2Fe2O3(s)＋3C(s) ===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝       kJ·mol－1。
(2)天然氣(以甲烷計)在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下：
CH4(g)＋H2O(g) ===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1
CH4(g)＋2H2O(g) ===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2，同時又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學方程式是                               。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH=akJ·mol-1,平衡常數(shù)為K;
反應(yīng)②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　ΔH=bkJ·mol-1;
反應(yīng)③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=ckJ·mol-1。測得在不同溫度下,K值如下:

溫度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
 
(1)若500 ℃時進行反應(yīng)①,CO2的起始濃度為2 mol·L-1,CO的平衡濃度為　　　　。 
(2)反應(yīng)①為　　　　(選填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 
(3)700 ℃時反應(yīng)①達到平衡狀態(tài),要使該平衡向右移動,其他條件不變時,可以采取的措施有　　　　(填序號)。 
A.縮小反應(yīng)器體積  B.通入CO2
C.溫度升高到900 ℃   D.使用合適的催化劑
E.增加Fe的量
(4)下列圖像符合反應(yīng)①的是　　　　(填序號)(圖中v為速率,φ為混合物中CO含量,T為溫度且T1>T2)。 

(5)由反應(yīng)①和②可求得,反應(yīng)2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)的ΔH=　　　　。 
(6)請運用蓋斯定律寫出Fe(固體)被O2(氣體)氧化得到Fe2O3(固體)的熱化學方程式:　                                             。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)1.00 L 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液與2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kJ熱量，表示生成1 mol H2O的熱化學方程式為_________________________
(2)在25 ℃、101 kPa時，1.00 g C6H6(l)燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出41.8 kJ的熱量，C6H6的標準燃燒熱為____________kJ·mol－1，該反應(yīng)的熱化學方程式為_______________________________________________

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

為了合理利用化學能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。
(1)實驗測得，1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式__________________________________
(2)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)＋H2(g)，有關(guān)化學鍵的鍵能如下。

化學鍵
C—H
C=C
C—C
H—H
鍵能/kJ·mol－1
414.4
615.3
347.4
435.3
 
試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱___________________________
(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應(yīng)的焓變進行理論推算。試依據(jù)下列熱化學方程式，計算反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的焓變ΔH＝________。
①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

利用氮氣、氫氣在一定條件下生成氨氣這一可逆反應(yīng)來合成氨，是一個重要的化工反應(yīng)。常用來生產(chǎn)液氨和氨水。
完成下列填空：
（1）如圖表示合成氨時生成1mol生成物時的能量變化，E的單位為kJ。請寫出合成氨的熱化學方程式____________________。

（熱量用E1、E2或E3表示）。該圖中的實線與虛線部分是什么反應(yīng)條件發(fā)生了變化？
（2）在一定溫度下，若將4a mol H2和2amol N2放入VL的密閉容器中，5分鐘后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%，則該段時間用H2表示的反應(yīng)速率為__________摩爾/(升?秒)。若此時再向該容器中投入a mol H2、amol N2和2amol NH3，判斷平衡移動的方向是_____（填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”）
（3）液氨和水類似，也能電離：2NH3NH4++ NH2－，某溫度時，其離子積K=2×l0-30。該溫度下：①將少量NH4Cl固體加入液氨中，K____________2×10-30（填“＜”、“＞”或“=”）；②將少量金屬鈉投入液氨中，完全反應(yīng)后所得溶液中各微粒的濃度大小關(guān)系為：_______
（4）工廠生產(chǎn)的氨水作肥料時需要稀釋。用水稀釋0．1mol/L稀氨水時，溶液中隨著水量的增加而減少的是

A．c(NH4+)/c(NH3?H2O)  B．c(NH3?H2O)/c(OH-) 
C．c(H+)/c(NH4+)  D．c(OH-)/c(H+) 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案