题目内容

9.(1)拆开1mol H-H键,1mol N-H键,1mol N三N键分别需要吸收的能量为436kJ,391kJ,946kJ,则理论上,每生成1mol NH3放出(填:吸收或放出)热量46 kJ;
(2)在2L容器中3种物质间进行反应,X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图.依图所示:
①该反应的化学方程式是2X?3Y+Z.
②反应起始至t(t=3min),Y的平均反应速率是0.2mol/(L﹒min).
③t分钟后X、Y、Z各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了平衡状态.

分析 (1)化学反应中,化学键断裂吸收能量,形成新化学键放出能量,根据方程式计算,化学反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,反之吸热,以此计算反应热并判断吸热还是放热;
(2)①由图象可以看出,反应中X的物质的量减小,Y、Z的物质的量增多,则X为反应物,Y、Z为生成物.t时刻后,X的物质的量为定值且不为零,为可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(2.4mol-1.6mol):1.2mol:0.4mol=0.8mol:1.2mol:0.4mol=2:3:1,得到反应的化学方程式;
②在tmin时间内,用Y表示反应的平均速率v(Y)=$\frac{△c}{△t}$;
③X、Y、Z各物质的量不再随时间的变化而变化,说明达到平衡状态.

解答 解:(1)拆1molH-H键、1molN≡N、1molN-H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ,在反应N2+3H2?2NH3中,断裂3mol H-H键,1mol N三N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,
生成2mol NH3,共形成6molN-H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,
吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,
放出的热量为:2346kJ-2254kJ=92kJ,
所以生成1mol NH3放出热量为46KJ;
故答案为:放出;46;
(2)①由图象可以看出,反应中X的物质的量减小,Y、Z的物质的量增多,则X为反应物,Y、Z为生成物.t时刻后,X的物质的量为定值且不为零,为可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(2.4mol-1.6mol):1.2mol:0.4mol=0.8mol:1.2mol:0.4mol=2:3:1,物质在反应中物质的量之比等于化学方程式计量数之比,则反应的化学方程式为:2X?3Y+Z;
故答案为:2X?3Y+Z;
②在tmin时间内,用Y表示反应的平均速率v(Y)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{3min}$=0.2mol/(L﹒min),故答案为:0.2mol/(L﹒min);
③X、Y、Z各物质的量不再随时间的变化而变化,说明达到平衡状态,故答案为:平衡.

点评 本题考查反应热的计算,物质的量或浓度随时间的变化曲线 化学反应速率变化曲线及其应用,涉及化学方程式、平衡状态、反应速率的计算等问题,题目难度不大,注意相关知识的积累.

练习册系列答案
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19.为研究SO2气体的性质,某小组设计完成如图实验.

(Ⅰ)将适量纯的SO2气体通入到下列溶液中产生现象如下:
溶液①品红溶液②Na2S③BaCl2④Ba(OH)2⑤Ba(NO3)2
现象溶液褪色黄色沉淀无明显现象白色沉淀白色沉淀
(1)实验②中通入一段时间后才渐渐产生黄色沉淀,表现SO2的氧化性和水溶液酸性;实验⑤中反应的离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3-;
(Ⅱ)某小组探究铜与浓硫酸反应的产物.将铜与浓硫酸在烧瓶中共热时,液面上产生大量白雾,铜表面先变黑后渐渐溶解;产生的气体依次通过品红溶液和BaCl2溶液,品红溶液褪色,却意外发现BaCl2溶液也能产生白色沉淀;反应所得灰绿色溶液下沉积少量白色固体,倾倒出液体后的白色固体小心加水,溶解后溶液呈蓝色.
【查阅资料】:①Cu2S不溶于稀硫酸,能够溶于热的稀硝酸中,且产生SO42-离子.
    ②98.3%浓硫酸的沸点:339℃;纯硫酸温度高于500℃部分分解;
(2)对产生的气体通入使BaCl2溶液产生沉淀原因做出猜想并设计实验加以验证.
(a)若考虑装置中的空气中某成分作用于SO2使之产生沉淀,为消除这一因素,装置的选择与连接顺序为CAD;(选给定3个装置,见如图)
(b)利用所设计的装置进行实验依然发现BaCl2溶液产生沉淀,则可能的原因是浓硫酸分解生成二氧化硫和氧气,则排除此因素,装置选择和连接顺序为ACD;(给定装置,如图)
(3)探究上述实验过程中铜表面产生的黑色固体组成,某同学猜想可能为CuO或Cu2S的一种,将不溶解的表面有黑色物质附着的铜滤出、清洗、干燥、磨碎.
下列实验设计能够确认上述同学猜想的是(  )
A、取少量样品加入稀硝酸加热观察是否溶解,试管口是否有气体变浅棕色;
B、取少量样品加入稀硫酸充分振荡,观察溶液是否变蓝色;
C、取少量样品加入足量稀硝酸加热溶解,加入BaCl2检验SO42-离子是否产生.
(4)取上述反应的烧瓶中残留物制备CuSO4•5H2O晶体,残留物去除不溶物后中缓缓加入适量水,溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称重得该晶体.

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