题目内容

氨是重要的氮肥，合成原理为：N2（g）+3H2（g） 
高压
催化剂
2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．回答下列问题：
（1）写出平衡常数K的表达式
K=
C2(NH3)
C(N2)C3(H2)
K=
C2(NH3)
C(N2)C3(H2)
，如果降低温度，该反应K值E，化学反应速率
减小
减小
，N2的转化率
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：
①10min内以NH3表示的平均反应速率：
0.005mol/（L．min）
0.005mol/（L．min）
．
②在10～20min内：NH3浓度变化的原因可能是
A
A

A．加了催化剂               B．缩小容器体积
C．降低温度                 D．增加NH3物质的量
③第1次平衡的时间为：
20-25min
20-25min
，第2次平衡的时间为：
35-40min
35-40min
，第1次平衡：平衡常数K1=
(
0.3mol
2L
)2
(
0.25mol
2L
)×(
0.15mol
2L
)3
(
0.3mol
2L
)2
(
0.25mol
2L
)×(
0.15mol
2L
)3
 （带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数
45.5%；
45.5%；
；
④在反应进行至25min时，曲线发生变化的原因：
移走0.1molNH3
移走0.1molNH3
，
达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2
等于
等于
K1，（填“大于”、“小于”或“等于”）．
分析：（1）化学平衡常数是平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；降低温度化学反应速率降低，该反应正反应为放热反应，降温，化学反应向正反应方向进行；
（2）①根据反应速率=
△n
V
△t
计算；
②根据图象知，平衡向正反应方向移动，10min时是连续的，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明为使用催化剂；
③达到平衡状态时，物质的量不变，以此判断达到平衡的时间段，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，第2次平衡时NH3的体积分数等于氨气的含量；
④25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；
解答：解：（1）化学平衡常数是平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，所以N2（g）+3H2（g） 
高压
催化剂
2NH3（g），该反应的平衡常数表达式K=
C2(NH3)
C(N2)C3(H2)
；化学反应随温度的升高反应速率加快，随温度的降低，反应速率减慢，所以降低温度虎穴反应速率减慢；化学平衡的反应，降低温度向吸热的方向移动，该反应正反应为放热反应，降低温度，化学平衡向正反应方向移动，所以氮气的转化率增大，
故答案为：
C2(NH3)
C(N2)C3(H2)
；减少；增大；
（2）①根据反应速率v（NH3）=
△n
V
△t
=
(0.1-0)mol
2L
10min
=0.005mol/（L．min），
故答案为：0.005mol/（L．min）；
②由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合，
故选A；
③由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由图象可知，20min达平衡时，n（N2）=0.025mol×10=0.25mol，n（H2）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH3）=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常数K=
C2(NH3)
C(N2)C3(H2)
=
(
0.3mol
2L
)2
(
0.25mol
2L
)×(
0.15mol
2L
)3
=426.7；第2次平衡时NH3的体积分数=
2.5mol
2.5mol+2.25mol+0.75mol
×100%=45.5%，
故答案为：20-25min，35-40min；
(
0.3mol
2L
)2
(
0.25mol
2L
)×(
0.15mol
2L
)3
；45.5%；
④第25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；由图象可以看出，当反应进行到时35-40min，各物质的量不变，说明反应达到第二次平衡状态，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，所以抽去0.1mol氨，此时平衡常数K将不变；
故答案为：分离出0.1molNH3；等于；
点评：本题考查化学平衡的计算、平衡移动以及平衡状态的判断，注意对图象的分析，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目

（一） 将2．5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积（标准状况）关系如下图所示：

（1）写出OA段所发生反应的离子方程式                         

（2）当加入35mL盐酸时，产生二氧化碳的体积为       mL（标准状况）

（3）原混合物中Na2CO3的质量分数为????      。

（二）．氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是              （填序号）。

A．向生石灰中滴入浓氨水        B．加热浓氨水

C．直接用氢气和氮气合成        D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是        （填序号）。

A．采用较高压强（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高温

C．用铁触媒作催化剂

D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中

（3） 用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

        

图Ⅰ                                 图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用                            润洗2～3遍，

② 试计算该种氨水的浓度：                       。

③ 下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是                。

A．滴定结束时仰视读数

B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管

C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外

（4） 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：                                          。

（一）（6分） 将2．5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积（标准状况）关系如下图所示：

（1）写出OA段所发生反应的离子方程式                         

（2）当加入35mL盐酸时，产生二氧化碳的体积为       mL（标准状况）

（3）原混合物中Na2CO3的质量分数为­­      。

（二）．氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是             （填序号）。

A．向生石灰中滴入浓氨水        B．加热浓氨水

C．直接用氢气和氮气合成        D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是       （填序号）。

A．采用较高压强（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高温

C．用铁触媒作催化剂

D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中

（3） 用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

        

图Ⅰ                                图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用                           润洗2～3遍，

② 试计算该种氨水的浓度：                      。

③ 下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是               。

A．滴定结束时仰视读数

B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管

C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外

（4） 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：                                         。

 

（一）（6分） 将2．5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积（标准状况）关系如下图所示：

（1）写出OA段所发生反应的离子方程式                         

（2）当加入35mL盐酸时，产生二氧化碳的体积为       mL（标准状况）

（3）原混合物中Na2CO3的质量分数为­­      。

（二）．氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是              （填序号）。

A．向生石灰中滴入浓氨水        B．加热浓氨水

C．直接用氢气和氮气合成        D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是        （填序号）。

A．采用较高压强（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高温

C．用铁触媒作催化剂

D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中

（3） 用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

        

图Ⅰ                                 图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用                            润洗2～3遍，

② 试计算该种氨水的浓度：                       。

③ 下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是                。

A．滴定结束时仰视读数

B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管

C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外

（4） 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：                                          。

 

氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是　　　　　　 （填序号）。

A．向生石灰中滴入浓氨水　　　 B．加热浓氨水

C．直接用氢气和氮气合成　　　 D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是　　　 （填序号）。

A．采用较高压强（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高温　

C．用铁触媒作催化剂

D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中

（3） 用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

　　　　

图Ⅰ　　　 　　　　　　　　　　　　　图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用　　　　　　　　　　　　　 润洗2～3遍，

② 试计算该种氨水的浓度：　　　　　　　　　　　 。

③ 下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是　　　　　　　 。

A．滴定结束时仰视读数

B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管

C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外

（4） 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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