题目内容

3．在恒容密闭容器中进行合成氨反应：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下：
T/K298398498
平衡常数K/L2•mol-24.1×106K1K2
（1）K1＞K2（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）下列各项可说明反应达到平衡状态的是ce
a．容器内N2、H2、NH3浓度比为1：3：2     b．v（N2）正=3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变                 d．混合气体密度保持不变
e．混合气体平均摩尔质量保持不变
（3）某温度下，在1L恒温恒容容器中充入1mol N2和3mol H2进行上述反应，10min达平衡，此时容器内压强变为原来的$\frac{7}{8}$．
①该过程的平均反应速率v（NH3）=0.05mol•L-1•min-1
②N2的平衡转化率为25%．

分析 （1）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（3）在1L恒温恒容容器中充入1mol N2和3mol H2，10min达平衡，
           N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）
起始量（mol）：1      3        0
转化量（mol）：x      3x       2x
平衡量（mol）：1-x    3-3x     2x
压强之比等于物质的量之比，列方程计算x的值，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NH3），氮气转化率=$\frac{消耗氮气的物质的量}{氮气起始物质的量}$×100%．

解答 解：（1）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数K1＞K2，
故答案为：＞；
（2）a．容器内N2、H2、NH3浓度比与起始浓度及转化率有关，平衡时不一定等于化学计量数之比，故a错误；
b．平衡时不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，应是3v（N2）正=v（H2）逆时反应到达平衡状态，故b错误；
c．随反应进行，混合气体物质的量变化，容器内压强发生变化，压强保持不变说明到达平衡，故c正确；
d．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体密度始终保持不变，故d错误；
e．混合气体总质量不变，随反应进行，混合气体物质的量变化，则平均摩尔质量变化，若混合气体平均摩尔质量保持不变，说明到达平衡，故e正确，
故选：ce；
（3）在1L恒温恒容容器中充入1mol N2和3mol H2，10min达平衡，
           N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）
起始量（mol）：1      3         0
转化量（mol）：x      3x        2x
平衡量（mol）：1-x    3-3x      2x
压强之比等于物质的量之比，则$\frac{4-2x}{4}$=$\frac{7}{8}$，解得x=0.25，
①v（NH3）=$\frac{\frac{0.5mol}{1L}}{10min}$=0.05mol•L-1•min-1，故答案为：0.05mol•L-1•min-1；
②氮气转化率=$\frac{0.25mol}{1mol}$×100%=25%，故答案为：25%．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡状态判断、平衡常数影响因素、反应速率计算，难度不大，注意三段式解题法在化学平衡计算中应用．

练习册系列答案
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13．某学习小组利用如图所示装置，对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定，并探究利用其制备硫酸铜溶液．
（1）向A中加入10g废铜屑样品，关闭弹簧夹，打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭．反应进行到A中不再产生气泡时，应等溶液恢复至室温后，调节集气瓶和量筒内液面高度相平，平视量筒内的液面，读出D中水的体积．若C中收集到448mL（已换算成标准状况）气体，则该废铜屑中铜的质量百分含量为88.8%
（2）拆除C、D装置后，打开弹簧夹，持续将空气通入A中，至A中固体全部消失，再继续通入一段时间空气充分反应后，关闭弹簧夹，停止通入空气．该过程中发生反应的离子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
（3）将（2）中所得溶液倒入烧杯内，加入Cu2（OH）2CO3固体将其调节至pH=4时，有气体产生，溶液中红褐色沉淀产生，铁被完全沉淀，过滤后即得硫酸铜溶液，此过程离子反应方程式是Cu2（OH）2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe（OH）3↓+CO2↑
（4）有同学认为，实验做到此步，其实完全可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量，请你帮他写出余下的实验操作步骤将（3）中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算．
14．（1）确定下列物质或微粒中加点元素的化合价并写在其下方的横线上
  Na$\underset{H}{•}$      $\underset{N}{•}$H3 $\underset{Fe}{•}$3+      $\underset{Mn}{•}$O4-     $\underset{Cr}{•}$2O72-H2$\underset{S}{•}$O4
-1、-3、+3、+7、+6、+6
（2）若元素的原子核内有几个质子我们就把它叫几号元素，现写按顺序写出1～20号元素的元素符号．H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar、K、Ca．
（3）用元素符号按由强到弱写出金属活动顺序表K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au．
（4）在K2S、BaCO3、Mg（OH）2、Fe（NO3）3、ZnSO4等物质中，不溶于水的有BaCO3、Mg（OH）2．
11．在pH=1的无色透明溶液中，能够大量共存的离子组是（　　）
A．K+、CO32-、Cl-、NO3-B．MnO4-、K+、OH-、SO42-
C．Cl-、SO42-、Cu2+、Ba2+D．Mg2+、Na+、NO3-、Cl-
18．配制NH4Cl溶液时，为了使NH4+浓度与Cl-的浓度比达到1：1，可加入（　　）
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8．某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应，设计如图所示的实验装置进行实验．

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a．BaCl2溶液 b．Ba （OH）2溶液 c．Ba （NO3）2溶液 d．品红溶液
SO2与Cl2同时通入水中反应的化学方程式是SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4．
15．PbI2是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂--甲胺铅碘的原料．合成PbI2的实验流程如图1

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