题目内容
3.工业合成氨反应:N2+3H2?2NH3是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂.已知形成1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键放出能量分别为436kJ、391kJ、946kJ.则:(1)若1mol N2完全反应生成NH3可放出(填“吸收”或“放出”)热量92kJ.
(2)如果将1mol N2和3mol H2混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化.
(3)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2L的密闭容器内,反应经过10min后,生成10mol NH3,则用N2表示的化学反应速率为0.25mol/(L•min).
(4)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是acf.
a.正反应速率和逆反应速率相等
b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.N2的转化率达到最大值
d.N2和H2的浓度相等
e.N2、H2和NH3的体积分数相等
f.反应达到最大限度
(5)在四个不同容器中,不同条件下进行合成氨反应.根据在相同时间内测定的结果,判断该反应的速率由大到小的顺序是A(用编号填写).
A.V(NH3)=0.5mol•L-1-•min-1 B.V(H2)=0.3mol•L-1-•min-1
C.V(N2)=0.2mol•L-1-•min-1 D.V(H2)=0.01mol•L-1-•s-1.
分析 (1)△H=反应物键能和-生成物键能和;
(2)合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化;
(3)v(NH3)=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$,$\frac{v({N}_{2})}{v(N{H}_{3})}$=$\frac{1}{2}$,据此求算;
(4)化学平衡状态是正逆反应速率相等,各组分浓度保持不变的状态,反应达到最大限度,据此分析;
(5)同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,从而确定选项,注意单位是否相同.
解答 解:(1)△H=反应物键能和-生成物键能和,反应N2+3H2?2NH3中△H=(946+3×436-6×391)kJ/mol=-92kJ/mol,所以正反应放热,
故答案为:放出;92;
(2)合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化,
故答案为:合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化;
(3)v(NH3)=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{10mol}{2L}}{10min}$=0.5mol/(L•min),$\frac{v({N}_{2})}{v(N{H}_{3})}$=$\frac{1}{2}$,所以v(N2)=0.25mol/(L•min),
故答案为:0.25mol/(L•min);
(4)a.正反应速率和逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,正确;
b.正反应速率最大,逆反应速率为0,是指反应开始时的状态,反应没有达到平衡状态,错误;
c.N2的转化率达到最大值,说明反应达到平衡状态,正确;
d.N2和H2的浓度相等,反应不一定达到平衡状态,错误;
e.N2、H2和NH3的体积分数相等,与平衡状态无关,错误;
f.反应达到最大限度,说明反应达到平衡状态,正确;
故答案为:acf;
(5)反应为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断;
A、V(NH3)=0.5mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.75mol/(L•min);
B、ν(H2)=0.3mol/(L•min);
C、ν(N2)=0.2mol/(L•min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.6mol/(L•min);
D、ν(H2)=0.01mol/(L•S)=0.6mol/(L•min).
所以反应速率最快的是A;
故选A.
点评 本题考查了据键能计算焓变、可逆反应的焓变、化学反应速率的计算及大小比较、化学平衡状态的判断,题目难度不大.
| A. | 溶液的酸性逐渐增强 | B. | 铜片逐渐溶解 | ||
| C. | 溶液中H+向锌片作定向移动 | D. | 锌片是负极并被氧化 |
| A. | Be(OH)2是两性氢氧化物 | |||||
| B. | 硫粉不溶于水,易溶于CS2中 | |||||
| C. | O3与SO2的结构不相似 | |||||
| D. | 由图知酸性:H3PO4>HClO,因为H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数
|
| A. | D元素处于元素周期表中第三周期ⅣA族 | |
| B. | 四种元素的原子半径:A<B<D<C | |
| C. | B、D的氧化物均为酸性氧化物 | |
| D. | 一定条件下,B单质能置换出D单质,C单质能置换出A单质 |
| A. | 卤族元素是典型的非金属元素,因此不能与其他非金属元素反应 | |
| B. | 碱金属元素单质越活泼,其熔点和沸点就越高 | |
| C. | 卤族元素单质都能和氢气反应,且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强 | |
| D. | 卤族元素单质都能与水剧烈反应 |
| A. | H2O与D2O互称同素异形体 | |
| B. | 1H与D互称同位素 | |
| C. | 氘(D)原子核外有1个电子 | |
| D. | 1H218O与D216O的相对分子质量相同 |
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②混合气体的平均相对分子质量不再改变
③NO2、NO、O2的反应速率之比为2:2:1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变.
| A. | ①②④ | B. | ②③⑤ | C. | ①②⑤ | D. | ①②④⑤ |
| A. | 1 mol胡椒粉最多可与4 mol氢气发生反应 | |
| B. | 1 mol胡椒粉最多可与3 mol溴水发生反应 | |
| C. | 胡椒粉可与氯化铁溶液反应,使溶液呈紫色 | |
| D. | 胡椒粉与NaHCO3溶液反应产生CO2 |
| 时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(2)求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为0.1mol/(L•min).
(3)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液
你认为可行的是AB(填编号).