题目内容

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2 L密闭容器中加入1 mol氮气和3 mol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/(L·min)。
（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) =" 2" v (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
（1）催化剂的活性温度且反应速率较快（2分）；
（2）0.2 mol/(L·min)（2分）；
（3）AB（2分）；
（4）B（2分）           （5）AD（2分）；        （6）AC（2分）

试题分析：（1）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。
（2）N2+3H22NH3，设反应后氮气的物质的量为x，则氮气转化了1-x,氢气剩余3-（1-x），氨气生成2（1-x），根据压强之比和物质的量成正比，可得关系式4：【1-x+3-（1-x）+2（1-x）】=1：0.8。最终求得氨气的反应速率为0.2 mol/(L·min)。
（3）合成氨气的反应，若没有达到平衡，反应前后平均分子质量始终发生变化，密闭容器内的压强也发生变化，而密度始终没有改变，故选AB。而C中v (N2) =" 2" v (NH3) 没有说明反应的方向，无法做为判据。
（4）使用催化剂能加快速率但不能改变转化率，A错误；缩小容器体积两者都能实现，B正确；提高反应温度能加快速率但转化率降低，C错误；移走NH3浓度降低，速率降低转化率增大，D错误
（5）根据氨水中存在的电离平衡可知，加入一定量的氯化铵晶体，增大了c(NH4+)，平衡右移，溶液的pH减小， A错误；氨水的电离度减小，B正确； c(OH-)减小，C正确；c(NH4+)减大， D错误。
（6）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，反应后生成氯化铵，此时溶液中存在NH4+的水解平衡，加入固体氯化铵，增大了铵根浓度，抑制了其水解，比值增大， A正确。通入少量氯化氢，氯离子增大程度大于铵根的增大程度，B错误。降低溶液温度，抑制其水解，铵根浓度增大， C正确。加入少量固体氢氧化钠，铵根浓度减小，D错误。
练习册系列答案
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在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，图1表示反应过程中能量的变化，图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是
A．该反应的焓变和熵变：ΔH＞0，ΔS＜0
B．温度降低，该反应的平衡常数K增大
C．升高温度，n(CH3OH)/n(CO2)增大
D．从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/(L·min)
党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路，工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施，下图是几种工业生产的联合生产工艺：

请回答下列问题：
（1）装置甲为电解池，根据图示转化关系可知：A为____________（填化学式），阴极反应式为____________。
（2）装置丙的反应物为Ti，而装置戊的生成物为Ti，这两个装置在该联合生产中并不矛盾，原因是_________________________________________________
装置戊进行反应时需要的环境为________（填字母序号）。
A．HCl气体氛围中  B．空气氛围中    C．氩气氛围中  D．水中
（3）装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应：CO（g）＋2H2（g）??CH3OH（g）　ΔH<0。
①该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）如下表：
温度/℃
250
350
K
2.041
x
 
符合表中的平衡常数x的数值是________（填字母序号）。
A．0  B．0.012  C．32.081  D．100
②若装置乙为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：
 
c（CO）
c（H2）
c（CH3OH）
0 min
0.8 mol·L－1
1.6 mol·L－1
0
2 min
0.6 mol·L－1
y
0.2 mol·L－1
4 min
0.3 mol·L－1
0.6 mol·L－1
0.5 mol·L－1
6 min
0.3 mol·L－1
0.6 mol·L－1
0.5 mol·L－1
 
反应从2 min到4 min之间，H2的平均反应速率为________。反应达到平衡时CO的转化率为________。反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是________（填字母序号）。
A．使用催化剂  B．降低温度
C．增加H2的浓度
（4）装置己可以看作燃料电池，该燃料电池的负极反应式为____________ ________________________________________________。
反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1. 47，900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小
B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝
C．绝热容器中进行该反应，温度不再变化，则达到化学平衡状态
D．该反应的正反应是放热反应
氮氧化物是空气的主要污染物，消除氮氧化物污染有多种方法。用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
时间（s）
0
2
4
c（NO） （ mol·L－1）
1.00×10－3
2.50×10－4
1.00×10－4
c（CO） （ mol·L－1）
3.60×10－3
c’
2.70×10－3
回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）前4s内的平均反应速率v（NO）＝             。c’＝             。
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，上述反应中二氧化碳浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的ΔH    0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2，在答题卡图中画出c（CO2） 在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）在恒容的密闭容器中，上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

A．                 B．                C．               D．
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ＋92.4 kJ。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。下列说法错误的是
A．前20分钟反应内放出的热量为46.2kJ
B．第25分钟改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去
C．若第60分钟时反应又达到了平衡，则时段Ⅲ改变的条件是增大压强
D．时段Ⅰ仅将初始投放的物质浓度增至原来的2倍，则反应物的转化率增大，平衡常数不变
t ℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)  2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
2 min末浓度/mol·L-1
0.08
a
b
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
 
下列说法正确的是
A．平衡时，X的转化率为20%
B．t ℃时，该反应的平衡常数为40
C．增大平衡后的体系压强， v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动
D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)="0.03" mol·L-1·min-1
向某密闭容器中加入0.6 mol A、0.2 mol C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甲图所示[其中t0-t1阶段c(B)未画出]。t2时刻后改变条件反应体系中反应速率随时间变化的情况如乙图所示，且四个阶段都各改变一种条件并且改变的条件均不相同。下列说法正确的是（   ）

A．反应的方程式为3A(g)+B(g)    2C(g)
B．t3~t4，t4~t5，t5~t6各阶段可能改变的条件依次为：加催化剂，降低反应温度，增大压强
C．B的起始物质的量为0.08 mol
D．若t1="10" s，A在t0~t1时间段的反应速率为0.00225 mol·L-1·s-1 
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________
A．a电极是负极，OH－移向正极
B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．电池总反应式为：2H2+O22H2O
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＝________（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)   ΔH＝－92.20 kJ·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________
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：
反应进行到2小时时放出的热量为________
0～1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1.00mol，化学平衡将向________ 方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）。

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