题目内容

在一容积为2 L的密闭容器中,加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  ΔH<0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:

(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,氢气的平均反应速率v(H2)为______________。
(2)该反应达到平衡时N2的转化率_________________。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为____________。(填序号)
a.0.20 mol·L-1 b.0.12 mol·L-1 c.0.10 mol·L-1  d.0.08 mol·L-1
(4)请写出该反应的平衡常数表达式_________,若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1   K2(填“>”、“="”" 或 “<” )。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L-1),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。

(1)0.0375 mol·L-1·min-1
(2)50%
(3)a、c
(4)    >
(5)

试题分析:(1)v(H2)="3/2" v(NH3)=3/2×0.10mol/L÷4min=0.0375 mol·L-1·min-1。
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)
初始浓度(mol?L?1)0.1     0.3            0
初始浓度(mol?L?1)0.05      0.15            0.1
初始浓度(mol?L?1)0.05      0.15            0.1
则该反应达到平衡时N2的转化率=0.05mol?L?1÷0.1mol?L?1×100%=50%
(3)根据化学方程式可知NH3的浓度范围0<c(NH3)<0.2mol?L?1,原平衡NH3的浓度为0.10mol?L?1,温度改变,平衡移动会发生移动,新平衡的浓度一定不是0.10mol?L?1,故a、c项不可能。
(4)根据平衡常数的定义可得该反应的平衡常数表达式为:;因为正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以K1>K2。
(5)第5分钟末将容器的体积缩小一半后,NH3的浓度变为0.20mol?L?1,压强增大,平衡向右移动,NH3的浓度逐渐增加,到8min末为0.25mol?L?1,即可画出曲线。
练习册系列答案
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分解水制氢气的工业制法之一是硫——碘循环,主要涉及下列反应:
I   SO2+2H2O+I2→H2SO4+2HI         
II   2HIH2+I2
III  2H2SO4 → 2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_________  
a.反应III易在常温下进行        b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O        d.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,H2物质的量随时间的变化如图所示。

0—2min内的平均反应速率v(HI)= _________ 。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数表达式为K=_______________________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则_________是原来的2倍。
a.平衡常数                    b.HI的平衡浓度 
c.达到平衡的时间             d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可氧化生成SO3,其主反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) + Q,若此反应起始的物质的量相同,则下列关系图正确的是_________ (填序号)
 
实际工业生产使用的条件是:常压、____________________________________选择该条件的原因是__________________。
(4)实际生产用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入18.4 mol/L的硫酸溶液的体积范围为______________。
Ⅰ.800℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/min
0
2
4
6
n(CO)/mol
1.20
0.90
 
0.80
n(H2O)/ mol
0.60
 
0.20
 
 
①反应在2 min内的平均速率为v(H2O)=___________;
②800℃时,化学平衡常数K的值为_______________;
③保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生该反应,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体,请在右图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。

Ⅱ.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用1mL):
组别
药品1
药品2
实验现象
I
0.01 mol/L NaOH溶液
0.01 mol/L MgCl2溶液
生成白色沉淀
II
0.01 mol/L氨水
0.01 mol/L MgCl2溶液
无现象
III
0.1 mol/L氨水
0.1  mol/L MgCl2溶液
现象III
IV
0.1 mol/L氨水
0.01 mol/L MgCl2溶液
生成白色沉淀
V
0.01 mol/L氨水
0.1 mol/L MgCl2溶液
无现象
 
①现象III是             ;
②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等体积的NaOH溶液,请计算NaOH溶液的浓度至少达到
         mol/L时,溶液中开始出现白色沉淀(Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12)。
③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                     ,列出该反应平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的关系式             。

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