题目内容

已知:298K时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1
(1)若N≡N的键能为941.3kJ?mol-1,H-H的键能为436.4kJ?mol-1,则N-H的键能为
390.5kJ?mol-1
390.5kJ?mol-1

(2)实验室将1.1mol N2、3mol H2充入2L容器,一定条件下反应.
①若2min末测得H2的物质的量为1.8mol,则该时间段内氨气的平均反应速率为
0.2mol/(L?min)
0.2mol/(L?min)

②下列措施可加快该反应速率的是
B、C、D
B、C、D

A.充入He气                    B.使用恰当的催化剂
C.升高反应体系的温度            D.再充入N2
③当下列物理量保持不变时,表明该反应一定处于化学平衡状态的是
A、C、D
A、C、D

A.容器内N2与H2的浓度比              B.容器内气体密度
C.恒温下气体的压强                     D.H2的物质的量
④充分反应后恢复到298K,反应过程中放出的热量
92.2kJ(填“>”、“=”、“<”),理由
可逆反应不可能进行到底,生成NH3的物质的量小于2mol
可逆反应不可能进行到底,生成NH3的物质的量小于2mol
分析:(1)根据断键吸收的能量、成键放出的能量与反应热的关系来计算;
(2)①先计算氢气的反应速率,再利用速率之比等于化学计量数之比来计算氨气的平均反应速率;
②根据温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响来分析;
③根据化学平衡的特征“等”、“定”来分析;
④化学平衡的不完全转化性及热化学反应方程式中反应热的意义来分析.
解答:解:(1)由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1
设N-H的键能为为x,则
941.3kJ?mol-1+3×436.4kJ?mol-1-x×6=-92.2kJ?mol-1
解得x=390.5 kJ?mol-1,故答案为:390.5kJ?mol-1
(2)①2min内参加反应H2的物质的量为3mol-1.8mol=1.2mol,则氢气的反应速率为
1.2mol
2L
2min
=0.3mol/(L?min),
由反应速率之比等于化学计量数之比,则氨气的平均反应速率为0.3mol/(L?min)×
2
3
=0.2mol/(L?min),
故答案为:0.2mol/(L?min);   
②A.充入He气,因体积不变,则反应中各物质的浓度不变,反应速率不变,故A不选;                    
B.使用恰当的催化剂,降低了反应所需的活化能,反应速率加快,故B选;
C.升高反应体系的温度,活化分子的百分数增大,反应速率加快,故C选;
D.再充入N2,反应物的浓度变大,反应速率加快,故D选;
故答案为:B、C、D;  
③A.容器内N2与H2的浓度比不变时,正逆反应速率相等,化学反应达到平衡,故A选;              
B.容器内气体密度始终不变,则不能判断化学反应达到平衡,故B不选;
C.恒温下气体的压强不变时,正逆反应速率相等,化学反应达到平衡,故C选;                     
D.H2的物质的量不变,则浓度不变,正逆反应速率相等,化学反应达到平衡,故D选;
故答案为:A、C、D;
④因该反应为可逆反应,不能完全转化,而热化学反应中的反应热为物质完全转化时的能量变化,故答案为:<;可逆反应不可能进行到底,生成NH3的物质的量小于2mol.
点评:本题考查影响化学反应速率及化学平衡的因素,难度不大,注意利用浓度分析反应速率及化学平衡时解答本题的关键.
练习册系列答案
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为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算.
(1)25℃、101k Pa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol,则稀硫酸与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为
KOH(aq)+
1
2
H2SO4(aq)=
1
2
K2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ?mol-1
KOH(aq)+
1
2
H2SO4(aq)=
1
2
K2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ?mol-1

(2)实验测得 5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8KJ/mol
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8KJ/mol

(3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量.
化学键 H-H N-H N≡N
键能/kJ?mol-1 436 391 945
已知反应N2+3H2?2NH3△H=x kJ?mol-1.试根据表中所列键能数据估算x的数值为
-93
-93

(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算.
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=bkJ?mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H3=ckJ?mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:
△H=
2a+
1
2
b-
1
2
c
2a+
1
2
b-
1
2
c
 kJ?moD
l-1.(用含a、b、c的表达式表示)
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算.
(1).已知热化学方程式:
①.Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-25kJ/mol
②.3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47kJ/mol
③.Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+C02(g)△H=-11kJ/mol.
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+C02(g)△H=-11kJ/mol.

(2).由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量.
化学键 H-H N-H N≡N
键能/kJ?mol-1 436 391 946
已知反应N2(g)+3H2 (g)?2NH3(g)△H=a kJ/mol.试根据表中所列键能数据计算a为
-92
-92

(3).依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算.
已知:C(s,石墨)+O2 (g)=CO2(g)△H1=+393.5kJ/mol
2H2(g)+O2 (g)=2H2(l)△H2=-571.6kJ/mol
2C2H2(g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2(l)△H3=-2599kJ/mol
根据盖斯定律,计算298K时反应2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的焓变:△H=
+226.7KJ/mol
+226.7KJ/mol

I.光伏组件采用高效率单晶硅或多晶硅光伏电池、高透光率钢化玻璃、抗腐蚀铝合多边框等材料,使用先进的真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造。

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II.X、Y、Z、Q、R5种短周期元素原子序数依次增大。化合物甲由X、Z、Q3种元素组成,常温下,0.1mol·L-l甲溶液的pH =13。工业上常用电解QR饱和溶液生产甲

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已知:298K时,反应②生成1mol YZ2(g)时放出热量283.O kJ·mol-1

反应④生成1mol YZ2(g)时放出热量393.5 kJ·mol-1,反应③的热化学方程式为         

                                                 。

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