题目内容

在密闭容器中,保持一定温度进行如下反应N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g),已知加入1 mol N2和3 mol H2,在恒压条件下达到平衡时生成a mol NH3,在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH3(见下表中编号①的一行)。若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。回答下列问题:

(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K=                        。

(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时          (填字母序号)。

A.N2的转化率越高                       B.NH3的产量越大

C.正反应进行得越彻底                    D.化学反应速度越快

(3)a与b的关系是:a   b(填>、<、=)

(4)填写下表空格:

状态

条件

起始时物质的物质的量(mol)

平衡时NH3的物质的量

(mol)

编号

X(N2)

Y(H2)

Z(NH3)

恒容

①

1

3

0

b

②

0

0

 

b

③

 

2.25

 

b

 

【答案】

(12分)(每空2分)(1)c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)   (2)A、C (3)>(4)

【解析】

试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的方程式可知,该反应的化学平衡常数表达式K=c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)。

(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时N2的转化率越高,正反应进行的越彻底,但NH3的产量不一定越大,反应速率不一定越快,答案选AC。

(3)由于正方应是体积减小的可逆反应,则压强也是减小的。所以在恒压条件下,有利于反应向正反应方向,则a大于b。

(4)由于恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△n≠0的体系):等效转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同,即可满足平衡是等效的。据此可知可以进行有关计算。

考点:考查化学平衡常数的含义以及应用、外界条件对平衡状态的影响以及等效平衡的判断和计算

点评:该题综合性强,对学生的思维能力要求高,试题贴近高考,侧重对学生解题能力的培养,旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确等效平衡的含义以及判断依据,然后结合题意灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。

 

练习册系列答案
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硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
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(1)以N2和H2为原料合成氨气.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
①下列措施可以提高H2的转化率是(填选项序号)
 
.
a.选择适当的催化剂   b.增大压强  c.及时分离生成的NH3   d.升高温度
②一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应.若容器容积恒定,达到平衡状态时,容器内的压强是原来的
1516
,则N2的转化率a1=
 
;
若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2
 
a1(填“>”、“<”或“=”).
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸.
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是
 
.
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示.若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)
 
.
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
③向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应:
2NO2 (g)?N2O4(g)△H<0.恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1,a2.已知T1<T2,则a1
 
a2
A.大于      B.小于     C.等于      D.以上都有可能
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气.
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2.
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.5kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是
 
.
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2.
若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是
 
.

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