题目内容
【题目】氮气与氢气反应生成氨气的平衡常数见下表:
N2+3H22NH3 | ||||
温度 | 25℃ | 200℃ | 400℃ | 600℃ |
平衡常数K | 5×108 | 650 | 0.507 | 0.01 |
(1)工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因是 .
(2)在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气,进行工业合成氨的模拟实验,若2分钟后,容器内压强为原来的0.8倍,则0到2分钟,氨气的反应速率为mol/(Lmin).
(3)下列说法能表明该反应达到平衡的是 A.气体的平均分子量不再变化 B.密闭容器内的压强不再变化
C.v (N2)=2v (NH3) D.气体的密度不再变化
(4)下列措施,既能加快该反应的反应速率,又能增大转化率的是
A.使用催化剂
B.缩小容器体积
C.提高反应温度
D.移走NH3
(5)常温下,在氨水中加入一定量的氯化铵晶体,下列说法错误的是 . A.溶液的pH增大 B.氨水的电离度减小 C.c(OH﹣)减小 D.c(NH4+)减小
(6)将氨水与盐酸等浓度等体积混合,下列做法能使c(NH4+)与c(Cl﹣)比值变大的是 A. 加入固体氯化铵 B.通入少量氯化氢
C. 降低溶液温度 D.加入少量固体氢氧化钠.
【答案】
(1)催化剂的活性温度且反应速率较快
(2)0.2
(3)A、B
(4)B
(5)A、D
(6)A、C
【解析】解:(1)升高温度可增大反应速率,提高产量,工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因主要是从反应的速率角度来考虑的,因为催化剂的活性温度且反应速率较快,该温度时,催化剂的活性最大,有利于增大反应速率,提高产量,所以答案是:催化剂的活性温度且反应速率较快;(2)若2分钟后,容器内压强为原来的0.8倍,说明反应后气体的物质的量减少了0.2×(1mol+3mol)=0.8mol,则
N2+ | 3H2 | 2NH3 | 减少的△n | |
1 | 3 | 2 | 2 | |
n | 0.8mol |
解得:n=0.8mol,
0到2分钟氨气的平均反应速率为:v(NH3)= =0.2 mol/(Lmin),
所以答案是:0.2;(3)A.该反应是体积缩小的反应,气体的物质的量逐渐减小,而气体的质量不变,所以气体的平均摩尔质量为变化的量,若气体的平均分子量不再变化,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故A正确;B. 该反应是体积缩小的反应,气体的物质的量逐渐减小,容器内的压强是个变化的量,若密闭容器内的压强不再变化,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;C.v(N2)=2v(NH3),没有告诉是正反应速率还是逆反应速率,且不满足二者的化学计量数关系,说明没有达到平衡状态,故C错误; D.该反应两边都是气体,气体的质量始终不变,容器的容积不变,所以气体的密度始终不变,所以密度不能作为判断平衡状态的依据,故D错误;故选AB;(4)A.使用催化剂,加快了反应速率,但是不影响化学平衡,反应物的转化率不变,故A错误;B.缩小容器体积,增大了压强,增大了反应速率,平衡向着正向移动,反应物转化率增大,故B正确;C.提高反应温度,增大了反应速率,但是平衡向着逆向移动,反应物转化率减小,故C错误; D.移走氨气,反应物减小,正逆反应都将速率都减小,故D错误;故选B;(5)A.氨水中加入氯化铵,溶液中铵离子浓度增大,抑制了一水合氨的电离,溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,故A错误;B.氨水中铵离子浓度增大,一水合氨的电离平衡向着逆向移动,所以氨水的电离度减小,故B正确; C.氨水中的铵离子浓度增大,溶液中氢氧根离子浓度减小,c(OH﹣)减小,故C正确;D.加入了氯化铵,溶液中铵离子浓度增大,故D错误;故选AD;(6)将氨水与盐酸等浓度等体积混合,反应后的溶液为氯化铵溶液,A.加入固体氯化铵,溶液中铵离子浓度增大,铵离子水解程度减小,则铵根离子浓度增大,且铵根离子增大的程度比氯离子增大的程度多,铵根离子与氯离子的比值变大,故A正确;B.通入少量氯化氢,尽管抑制了铵离子的水解,但是溶液中增加的氯离子的物质的量大于增加的铵离子的物质的量,铵离子与氯离子的浓度之比变小,故B错误;C.降低溶液温度,铵离子的水解程度减小,铵离子与氯离子的浓度之比增大,故C正确;D.加入少量固体氢氧化钠,溶液中铵离子的物质的量减小,铵离子与氯离子的物质的量之比减小,故D错误;
故选AC.
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识,掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效),以及对化学平衡状态的判断的理解,了解状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.