题目内容

（7分）在某温度下合成氨：N2＋3H22NH3（△H<0），把N2和H2以1︰1的物质的量之比混匀后分成两等份，同时分别充入A体积和B体积两个装有催化剂的真空容器中（A、B两容器容积固定），在保持同温度下，A、B两个容器的合成氨反应先后达到平衡状态。请回答：[来源:ZXXK]

   （1）写出该反应的平衡常数表达式：_____________，KA______KB（填“>”、“<”或“=”）。

   （2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时__________。

A．N2的转化率越低                                 B．NH3的产量越小

C．正反应进行得越彻底

   （3）欲增大该反应K值，可以采取的措施为__________。

             A．升高温度                                  B．降低温度       

             C．增大N2、H2的浓度               D．使用高效的催化剂

   （4）分析下表中数据后，完成下列问题[M（平）表示平衡时混合物的平均相对分子质量]：达平衡时，容器A中N2的转化率为___________，容器B中M（平）为__________，容器______（填“A”或“B”）中，NH3的物质的量所占的比例较大。

 

容器A

容器B

M（平）

20

 

平衡时N2的转化率

 

10%[来源:]

 

【答案】

（1）K＝c2 （NH3） /[c（N2） c3 （H2）]，KA=KB。（2）C。（3）B。（4）25%，16．7，A。

【解析】

 

练习册系列答案
相关题目
化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
Ⅰ（1）在298K、101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量．则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
．
氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）．分析该装置、回答下列问题：
（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是
负极
负极
（填“正极”或“负极”），气体M的分子式
H2
H2
，a电极上发生的电极反应式为：
H2+OH--2e-=2H2O
H2+OH--2e-=2H2O
．
（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL（密度为1.02g/mL）才能使溶液恢复至原来状态．则在此电解过程中导线上转移的电子数为
4.14
4.14
mol．（保留小数点后2位）
Ⅱ氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：
N2（g）+3H2（g）?2NH3 （g）△H=-92.2kJ?mol-1
（4）下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的体积分数不再改变；
②单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2；
③单位时间内生成3n mol N-H键的同时生成n mol N≡N；
④用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变；
⑥混合气体的总物质的量不再改变．
（5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：
物质的量/（mol）/时间（h） 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.7
27.7
kJ．
②0～1小时内N2的平均反应速率
0.05
0.05
mol?L-1?h-1．
③此条件下该反应的化学平衡常数K═
0.15
0.15
（保留两位小数）．
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2 和NH3各1mol，化学平衡向
正反应
正反应
方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”．）
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是
CD
CD

A．a电极是负极，OH-移向负极
B．b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电池总反应式为：2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=
1
1
  （溶液体积变化忽略不计）
II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是
②③
②③
（填序号）
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）
物质的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.66kJ
27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=
4
27
4
27
（保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向
正反应
正反应
  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．
（2010?临沂一模）氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家．

（1）如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化，据此请回答：
①写出氮气与氢气合成氨的热化学反应方程式：
N2（g）+3H2（g）
 催化剂 
.
 
2NH3（g）△H═-92kJ/mol
N2（g）+3H2（g）
 催化剂 
.
 
2NH3（g）△H═-92kJ/mol

②对于合成氨的反应下列说法正确的是
CD
CD
（填编号）
A、该反应在任意条件下都可以自发进行
B、加入催化剂，能使该反应的E和△H都减小
C、若反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，K1＞K2
D、该反应属于人工固氮
（2）现在普遍应用的工业合成氮的方法N2+3H2?2NH3，是哈伯于1905年发明的，但此法达到平衡时反应物的转化率不高．
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正方向移动的措施是
D
D
（填编号）
A、使用的更高效催化剂
B、升高温度
C、及时分离出氨气
D、冲入氮气，增大氮气的浓度（保持容器体积不变）
②若在某温度下、2L的密闭容器中发生N2+3H2?2NH3的反应，如图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线．用H2表示0～10min内该反应的平速率v（H2）=
0.06mol/（L?min）
0.06mol/（L?min）
．从1min起，压缩容器的体积为1L，则n（N2）的变化曲线为
D
D
（填编号）
A、a  B、b   C、c   D、d
（3）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下吧氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到500℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质理用吸附在它内外表面上的金属但多晶薄膜像电噪，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮（装置如图3）．
请回答：铠电极是电解池的
阴
阴
极（填“阳“或“阴“），该极上的电极反应式是
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
．
氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N2（g）+3H2（g） 
   催化剂   
.
高温高压
 2NH3（g）；△H=-92.2kJ?mol-1
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的体积分数不再改变
②单位时间内生成2n molNH3的同时生成3n molH2O
③单位时间内生成3n molN-H键的同时生成n mol N≡N
④用N2、H2O、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速度之比为1：3：2
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中进行，测得如下数据：
            时间（h）
物质的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根据表中数据计算：
①0～1小时内N2的平均反应速度率为
0.0500
0.0500
mol?L-1?h-1
②此温度下该反应的化学平衡常数K=
0.15
0.15
保留两位小数）．
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2O、NH3各1mol，化学平衡向
正反应
正反应
方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”）．

（18分）化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
Ⅰ （1）在298K、101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：                                          。
氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）。分析该装置、回答下列问题：

（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是      （填“正极”或“负极”），气体M的分子式        ，a电极上发生的电极反应式为：                            。
（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为        mol。（保留小数点后2位）
Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：
N2（g）＋3H2(g)2NH3 (g) ΔH＝－92.2kJ·mol－1
(4)下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是        。
① N2、H2、NH3的体积分数不再改变；
② 单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2；
③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N；
④ 用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；
⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变；
⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。
（5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为      kJ。
②0~1小时内N2的平均反应速率       mol·L-1·h-1。
③此条件下该反应的化学平衡常数K==            （保留两位小数）。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1 mol，化学平衡向   方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。）

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