题目内容

在某温度下,体积恒定的密闭容器中加入2 molN2和4 molH2,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=—92.4 kJ/mol。达到平衡时,放出热量46.2 kJ。求:
(1)达到平衡时,N2的转化率为_______________, NH3的体积分数为             
(2)若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均为正数,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。a、b、c取值必须满足的一般条件是                                        
(3)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池总反应式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,电解质溶液应显        (填“酸性” 、“中性” 或“碱性” ),写出正极的电极反应方程式             
(1)25%   20% 
(2)a+c/2="2,b+3c/2=4"
(3)碱性   O2+2H2O+4e=4OH

试题分析:(1)根据化学方程式可知消耗了0.5mol的氮气,所以氮气的转化率为25%,氨气的体积分数为1/(1.5+2.5+1)=20%;
(2)等效平衡;
(3)氨气溶于水容易与酸性溶液或中性溶液中的氢离子发生化学反应。
练习册系列答案
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合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
温 度(℃)
360
440
520
K值
0.036
0.010
0.0038
 
(1)①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是                               
② 理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是         。(填序号)
a.增大压强              b.使用合适的催化剂
c.升高温度             d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的  恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:

①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1         P2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为         反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为         ,该温度下反应的平衡常数K值为         
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是         (填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)=1 : 16 : 6 : 6

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