【題目】氨氣在工業(yè)上有廣泛用途。請(qǐng)回答以下問題:

(1)工業(yè)上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H<0合成氨,某小組為了探究外界條件對(duì)該反應(yīng)的影響,以c0 mol/L H2參加合成氨反應(yīng),在a、b兩種條件下分別達(dá)到平衡,如圖。

①相對(duì)a而言,b可能改變的條件是____________,判斷的理由是__________________;

②a條件下,0~t0的平均反應(yīng)速率v(N2)=_____________mol·L-1·min-1

(2)有人利用NH3和NO2構(gòu)成電池的方法,既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放減少環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能進(jìn)行粗鋁的精煉,如圖B所示,e極為精鋁。

a極通入____氣體(填化學(xué)式),判斷的理由是___________________________________

(3)某小組往一恒溫恒壓容器充入9mol N2和23mol H2模擬合成氨反應(yīng),如圖為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系圖。若體系在T2、60MPa下達(dá)到平衡。

①能判斷N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達(dá)到平衡的是______(填序號(hào)) ;

a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 b.混合氣體的密度不再發(fā)生變化

c.v(N2)=3v(H2) d.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化

②若T1、T2、T3溫度下的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3由大到小的排序?yàn)?/span>_______________

③此時(shí)N2的平衡分壓為__________Mpa,(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

計(jì)算出此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=________。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,結(jié)果保留2位有效數(shù)字并帶上單位)

【答案】增大c(N2)a、b起始濃度相同,b到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大(c0-c1)/300t0NO2e為精鋁,發(fā)生還原反應(yīng),所以d極發(fā)生氧化反應(yīng),則a極為正極bdK1>K2>K390.043(Mpa)-2

【解析】

(1)a、b氫氣起始濃度相同,b到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,說明反應(yīng)速率增大,平衡時(shí)氫氣的濃度減小,說明平衡正向移動(dòng),所以改變的條件是增大c(N2),故答案為:增大c(N2);a、b起始濃度相同,b到達(dá)平衡的時(shí)間縮短且氫氣的轉(zhuǎn)化率增大;

a條件下,0~t0的平均反應(yīng)速率v(N2)=v(H2)=×=×=mol/(L·min),故答案為:;

(2)根據(jù)圖知,e為精鋁,為電解池陰極,d為陽極,所以通入a的電極是正極、通入b的電極是負(fù)極,原電池中NH3NO2構(gòu)成原電池,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),原電池中二氧化氮得電子生成氮?dú),氨氣失電子生成氮(dú),所?/span>a電極上通入的是NO2,故答案為:NO2;e為精鋁,發(fā)生還原反應(yīng),所以d極發(fā)生氧化反應(yīng),則a極為正極;

(3)a.該反應(yīng)是恒壓,所以無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)壓強(qiáng)都不變,所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故a錯(cuò)誤;b.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變但容器體積改變,所以混合氣體的密度改變,當(dāng)混合氣體密度不變時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b正確;c.3v(N2)=v(H2)時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),當(dāng)v(N2)=3v(H2)時(shí)該反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯(cuò)誤;d.反應(yīng)前后混合氣體質(zhì)量不變,但氣體總物質(zhì)的量減小,所以混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量增加,當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d正確;故選bd;

②相同壓強(qiáng)下,升高溫度平衡逆向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小,根據(jù)圖知,溫度T1<T2<T3,溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越小,所以化學(xué)平衡常數(shù)K1>K2>K3,故答案為:K1>K2>K3

③若體系在T2、60MPa下達(dá)到平衡,相同溫度下,氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),

設(shè)平衡時(shí)n(NH3)=xmol,

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)

開始(mol) 9 23 0

反應(yīng)(mol) 0.5x 1.5x x

平衡(mol)9-0.5x 23-1.5x x

平衡時(shí)氨氣體積分?jǐn)?shù)=×100%=60%,x=12,氮?dú)夥謮?/span>=×60MPa=9MPa;氨氣的分壓=60%×60MPa=36MPa,氫氣分壓=60MPa-9MPa-36MPa=15MPa,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp==0.043(MPa)-2,故答案為:9;0.043(MPa)-2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】在一定條件下,在密閉容器中充入1molSO2與2molNO2發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) △H=-42kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問題。

(1)恒溫恒容下,在反應(yīng)平衡體系中再充入一定量SO2,則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”、“不變”或“減小”,下同);

(2)恒溫恒壓下,在反應(yīng)平衡體系中再充入一定量SO2,則NO2的平衡濃度_________;

(3)恒容下,升高溫度,上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_________

(4)恒容下,降低溫度,重新達(dá)到平衡時(shí)_________。

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【題目】在2 L恒容密閉容器中,800 ℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如下表:

時(shí)間(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

(1)圖中表示NO2的變化的曲線是________

(2)能說明該反應(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)能夠使該反應(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.增大O2的濃度

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【題目】下列有機(jī)物是按照碳骨架進(jìn)行分類的是 (   )

A.烷烴B.烯烴

C.芳香族化合物D.鹵代烴

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【題目】現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表:

元素編號(hào)

元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)

T

最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的兩倍

X

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍

Y

常溫下單質(zhì)為雙原子分子,其氫化物水溶液呈堿性

Z

元素最高正價(jià)是+7價(jià)

(1)元素X的一種同位素可測(cè)定文物年代,該核素的原子核內(nèi)有8個(gè)中子,則這種同位素的符號(hào)是________。

(2)元素Y的單質(zhì)的電子式為_________________,元素Y和元素Z可形成一種各原子最外層均為8電子結(jié)構(gòu)的化合物,該化合物的結(jié)構(gòu)式為 ___________

(3)元素X與元素T相比,非金屬性較強(qiáng)的是元素T,下列表述中不能證明這一事實(shí)的選項(xiàng)是_____。

a.常溫下元素X的單質(zhì)和元素T的單質(zhì)的熔沸點(diǎn)不同

b.元素T的氫化物比元素X的氫化物穩(wěn)定

c.元素X和元素T的單質(zhì)都能在氧氣中燃燒

d.元素T最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比元素X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)

e.Na2XO3溶液呈堿性,Na2TO4溶液呈中性

(4)探尋物質(zhì)的性質(zhì)差異性是學(xué)習(xí)的重要方法之一。T、X、Y、Z四種元素的最高價(jià)氧化物的水化物中,化學(xué)性質(zhì)明顯不同于其他三種酸的是_______________(用化學(xué)式表示)

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【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出晶體NaClO2·3H2O,溫度高于38℃時(shí)析出晶體NaClO2,溫度高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,其一種生產(chǎn)工藝如下。

請(qǐng)回答下列問題:

(1)NaClO2中Cl元素的化合價(jià)為____________

(2)反應(yīng)I:

①SO2___________(填“氧化劑”或“還原劑”)。

②寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式:__________________________

(3)電解II:

①所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去粗鹽水中的Mg2+和Ca2+,需要加入的試劑分別為_______、______

②電解過程中被氧化的物質(zhì)是________。

③可用NaOH溶液吸收電解產(chǎn)生的Cl2,反應(yīng)的離子方程式是______________。

(4)操作III:

濾液獲利NaClO2的操作步驟:①加熱蒸發(fā);②趁熱過濾;③洗滌;④干燥,得到成品。趁熱過濾應(yīng)控制的溫度范圍是___________

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【題目】中國最新戰(zhàn)機(jī)殲-31使用了高強(qiáng)度、耐高溫的鈦合金材料。工業(yè)上冶煉鈦的反應(yīng):TiCl4+2Mg==Ti+2MgCl2,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()

A. TiCl4是還原劑

B. Mg得到電子

C. TiCl4發(fā)生氧化反應(yīng)

D. Mg被氧化

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【題目】下列屬于非電解質(zhì)的是

A. 氨水 B. 蔗糖 C. 氫氧化鉀 D.

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【題目】下列各組反應(yīng),前后均可以用同一個(gè)離子方程式表示的是

A.HClNa2CO3 HClNaHCO3

B.HClNa2CO3 H2SO4K2CO3

C.H2SNaOH H2SO4KOH

D.BaCl2Na2SO4 BaCO3H2SO4

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