题目内容

10000C时,硫酸钠可与氢气发生反应:。请回答下列问题:
(1)上述反应的平衡常数表达式为:                           。
(2)上述反应在三个不同条件下进行,其中H2的浓度随时间的变化如图所示。

①与曲线a比较,b和c分别仅改变一种反应条件,则曲线b改变的条件为         
②该反应的△H___0(填“>”、“<”或“=”),其判断理由是                        
(3)该温度下,向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得
固体质量为1.10g。则该时间范围内的平均反应速率v(H2)=          
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是        (填字母,下同)。
a.容器内压强保持不变
b.容器内气体密度保持不变
c.c(H2)=c(H2O)d.v(H2)=v(H2O)

(1)c4(H2O)/c4(H2)  (2分)
(2)①使用催化剂 (2分)
② >   温度升高,达平衡时间缩短,平衡时H2浓度减少,说明升高温度平衡向正反应方向移动。 (每空1 分)
(3)0.002mol/(L.min)  (2分)
(4)b d (2分)(答对一个给1分,有错不给分)

解析试题分析:(1)根据题给化学方程式结合平衡常数表达式的书写原则写出上述反应的平衡常数表达式为:c4(H2O)/c4(H2);(2)①根据题给图像分析,与曲线a比较,曲线b缩短了达平衡的时间,氢气的平衡浓度未发生变化,则曲线b改变的条件为使用催化剂;②与曲线a比较,曲线c缩短了达平衡的时间,氢气的平衡浓度减小,则曲线c改变的条件为升高温度; 温度升高,达平衡时间缩短,平衡时H2浓度减少,说明升高温度平衡向正反应方向移动。该反应的△H>0;(3)该温度下,向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得固体质量为1.10g,固体质量减少0.32g,利用差量法计算,则该时间范围内参加反应氢气的物质的量0.02mol,根据v=△n/V△t计算,则该时间范围内的平均反应速率v(H2)=0.002mol/(L.min);(4)a.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,容器内压强不随反应的进行而变化,不能作为平衡标志,错误;b.容器内气体密度随反应的进行而变化,密度不变已达平衡,正确;c.达平衡后c(H2)和c(H2O)不一定相等,错误;d.v(H2)=v(H2O),说明反应已达平衡,正确,选bd。
考点:考查平衡常数表达式的书写、平衡图像及化学反应速率的计算、平衡状态的判断。

练习册系列答案
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氨基甲酸铵常用于生产医药试剂、发酵促进剂、电子元件等,是一种可贵的氨化剂。某学习小组研究在实验室中制备氨基甲酸铵的化学原理。 
(1)将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:

温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度 (10-3mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
 
①上述反应的的焓变:?H      0,熵变?S    0(填“>”、“<”或“=”)
根据表中数据,计算出25.0℃时2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)的化学平衡常数K=                                     
③若从已达平衡状态的上述容器中分离出少量的氨基甲酸铵晶体,反应物的转化率将           (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氨基甲酸铵极易水解:NH2COONH4+2H2O  NH4HCO3+NH3·H2O。该学习小组为亲身体验其水解反应,分别取两份制得的样品,将其溶于水中并配制成不同浓度的氨基甲酸铵溶液,绘制出c(NH2COO)随时间(t)变化的曲线如图所示,若A、B分别为不同温度时测定的曲线,则     (填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高,判断的依据是                                   

运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示,根据下图回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0(填“>”或“<”),
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是        

A.体系的密度不发生变化B.SO2与SO3的体积比保持不变
C.体系中硫元素的质量百分含量不再变化D.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3
E.容器内的气体分子总数不再变化
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

图1           图2         图3
①该反应的平衡常数表达式为          ,升高温度,平衡常数         (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=       ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为       (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是       点,温度T1   T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈    性,所得溶液中c(H+)- c(OH)=           (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5

氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为      
此温度下该反应的平衡常数K=          
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是           
a.向容器中按原比例再充入原料气
b.向容器中再充入惰性气体
c.改变反应的催化剂
d.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:

①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是 _________。
a.v(NO2)=2v(O2)   
b.容器内压强保持不变     
c.v(NO)=2v(O2)
d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________。
a.及时分离出NO2气体           b.适当升高温度 
c.增大O2的浓度                 d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是______(填代号)。

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