题目内容

在2L密闭容器中加入1mol N2和3mol H2，发生反应：N2+3H2?2NH3
（1）该反应是否属于氮的固定？
是
是
（填“是”或“否”）
（2）充分反应后，
不能
不能
（填“能”或“不能”）得到2mol NH3？为什么？
因为该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物
因为该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物

（3）下列能判断反应达到平衡状态的是
AD
AD

A．N2、H2、NH3的浓度不再发生变化
B．N2、H2、NH3的分子数相等
C．单位时间内生成a mol N2，同时生成3a mol H2
D．容器中的压强不再发生变化
（4）若经5s后，剩下的N2为0.5mol，则用H2浓度变化来表示的反应速率是多少？5s末NH3浓度是多少？
0.15mol?L-1?s-1；0.5mol?L-1
0.15mol?L-1?s-1；0.5mol?L-1
．
分析：（1）根据氮的固定进行判断；
（2）根据可逆反应的特点分析；
（3）根据化学平衡状态的特征：各组分浓度不再变化进行判断；
（4）根据化学反应速率的表达式及题中涉及进行计算．
解答：解：（1）由于氮气有游离态变成了化合态的氨气，所以是氮的固定，
故答案是：是；
（2）合成氨的可逆反应，不可能完全转化成生成物，
故答案是：不能；因为该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物；
（3）A、N2、H2、NH3的浓度不再发生变化，达到了平衡状态，故A正确；
B、N2、H2、NH3的分子数相等，不能判断各组分浓度是否变化，不能判断达到了平衡状态，故B错误；
C、单位时间内生成a mol N2，同时生成3a mol H2，表示的是逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故C错误；
D、容器中的压强不再发生变化，反应前后气体的体积不同，所以压强不变，达到了平衡状态，故D正确；
故选AD；
（4）根据反应：N2+3H2?2NH3，剩下的N2为0.5mol，反应消耗了0.5mol氮气，同时消耗0.5×3=1.5mol氢气，生成了1mol氨气，
用H2浓度变化来表示的反应速率是：
1.5
2
5
mol?L-1?s-1=0.15mol?L-1?s-1，
5s末NH3浓度是：
1mol
2L
=0.5mol?L-1，
故答案是：0.15mol?L-1?s-1；0.5mol?L-1．
点评：本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算等知识，题量稍大，本题难度中等．
练习册系列答案
相关题目
（2010?诸城市模拟）研究化学反应对人类社会的发展进步有重要意义．

（1）已知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H1=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-523.6kJ/mol
H2O（g）=H2O（l）△H3=-44.0kJ/mol
根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应生成氨气，试写出此反应的热化学方程式
2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H=-1650kJ/mol
2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H=-1650kJ/mol
．
（2）现有反应：Cu+H2SO4═CuSO4+H2，欲通过如图1所示装置实现上述反应，请选择合适的装置在括
号内标出电极材料（填“Cu”或“C”），并且写出C电极上的电极反应式
2H++2e-→H2↑
2H++2e-→H2↑
．
（3）长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率．水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去．则CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为
CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）
CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）
．
（4）科学研究发现纳米级Cu2O的可作为太阳光分解水的催化剂．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气，发生反应：2H2O（g）
光
Cu2O
2H2（g）+O2（g）△H＞0，不同时段产生O2的量见下表：
时间/min 20 40 60 80
n（O2）/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
则：
①该条件下上述反应的化学平衡常数K=
1.7×10-6mol/L
1.7×10-6mol/L
；
②若达到平衡后在t1时刻保持温度不变，将容器的体积缩小，请在图2中画出正、逆反应速率随时间变化的关系图．
（2011?青岛模拟）Cu的化合物在生活及科研中有重要作用，不同反应可制得不同状态的Cu2O
（1）科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．
①在加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2．当收集的N2体积为3.36L（已换算为标准状况）时，可制备纳米级Cu2O的质量为
43.2g
43.2g
；
②一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.20mol水蒸气，发生反应：
2H2O（g）2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1；测得20min时O2的物质的量为0.0016mol，则前20min的反应速率v（H2O）=
8×10-5mol/（L?min）
8×10-5mol/（L?min）
；该温度下，反应的平衡常数表达式K=
c2(H2)?c(O2)
c2(H2O)
c2(H2)?c(O2)
c2(H2O)
；下图表示在t1时刻达到平衡后，只改变一个条件又达到平衡的不同时段内，H2的浓度随时间变化的情况，则t1时平衡的移动方向为
逆向
逆向
，t2时改变的条件可能为
增大压强或增大H2浓度
增大压强或增大H2浓度
；若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数，t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质，则K1、K2、K3的关系为
K1=K2＜K3
K1=K2＜K3
；
（2）已知：2Cu2（s）+O2（g）=4CuO（s）△H=-292kJ?mol-1     
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol-1
请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式
2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），△H=+35.5kJ?mol-1
2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s），△H=+35.5kJ?mol-1
；
（3）用电解法也可制备Cu2O．原理如右上图所示，则阳极电极反应可以表示为
2Cu++2OH--2e-=C2u+H2O
2Cu++2OH--2e-=C2u+H2O
．
（2013?枣庄二模）某实验小组敷衍工业废弃固体（主要成分为Cu2SFe2SO3）制备有关物质，整个流程如下图所示．请回答：
（1）气体a的化学式为
SO2
SO2
．
（2）溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C，写出该反应的离子方程式
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
．
（3）制备硫酸铜溶液．常温下，O2、铜粉和稀硫酸三者在一起，几乎不反应，当加入溶液D后，随即生成硫酸铜．经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用．
A．第一步反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则第二步反应的郭子方程式为
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
．
B．⑦操作中，配制Fe2（SO4）3溶液时应注意
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释
．
（4）操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液．加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10-5mol．L-1），然后再过滤，浓缩、结晶等，则pH至少调节为
3
3
．
已知：Ksp[Cu（OH）2]≈1×1022，Ksp[Fe（OH）2]≈1×10-16，Ksp[Fe（OH）3]≈1×10-38
（5）科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水．
A．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O，通入2mol水蒸气，发生如下反应：2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1
20min末测得n（O2）=0.16mol，则这段时间的反应速率v（H2）=
8×10-3mol?L-1?min-1
8×10-3mol?L-1?min-1
；该温度下，此反应的平衡常数表达式K=
[O2][H2]2
[H2O]2
[O2][H2]2
[H2O]2
．
B．已知：2Cu2O（s）+O2（g）═4Cu2O（s）△H=-292kJ?mol-1 2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1
请写出炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式
2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1
2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1
．
对一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析，下列是关于化学反应的系列研究，请根据相关信息回答问题．
（1）关于反应物之间的定量关系的研究：已知反应：Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+，向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2，该反应的离子方程式为：
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

（2）关于反应速率、限度的研究：
①已知298K时，Mg（OH）2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12，在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱，测得pH=13.0，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=
5.6×10-10mol/L
5.6×10-10mol/L
．
②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气，发生反应：2H2O（g）
Cu2O
2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1不同时段产生O2的量见下表：
时间/min 20 40 60 80
n（O2）/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
则前20min的反应速率 v（H2O）=
5.0×10-5mol?L-1?min-1
5.0×10-5mol?L-1?min-1
；达平衡时，至少需要吸收的光能为
0.968
0.968
kJ．

③向某密闭容器中加入 0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体．一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示．附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件，所用条件均不同．已知，t3-t4阶段为使用催化剂[已知t0-t1阶段c（B）未画出]．请回答：
I：t4-t5阶段改变的条件为
减小压强
减小压强
，
II：B的起始物质的量为
0.04mol
0.04mol
．
请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
 
C+
 
 KMnO4+
 
H2SO4→
 
CO2↑+
 
MnSO4+
 
K2SO4+
 
H2O
（2）焦炭可用于制取水煤气．测得12g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量．该反应的热化学方程式：
 

（3）活性炭可处理大气污染物NO．在2L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F，E和F均为空气的组成成分．当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
物质
温度		 活性炭（mol） NO（mol） E（mol） F（mol）
初始 2.030 0.100 0 0
T1 2.000 0.040 0.030 0.030
T2 2.005 0.050 0.025 0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式
 
．
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）
 
．
a．T1＞T2            b．T1＜T2         c．无法比较
（4）CO2经常用氢氧化钠溶液来吸收，现有0.4molCO2，若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸．回答下列问题：
①所得溶液的溶质是
 
（填化学式）．
②溶液中下列关系正确的是
 
（填字母序号）．
a．c（Na+）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）＞c（HCO
 
-
3
）
b．c（Na+）＞c（HCO
 
-
3
）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）
c．c（Na+）=2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）+c（H2CO3）
d．c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的一定浓度的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若混合前Na2CO3溶液的浓度为1.9×10-4mol/L，则混合后若生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为
 
．

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