题目内容

【题目】在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下

(已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) kJ·mol)

容器

甲

乙

丙

反应物投入量

1mol N2、3mol H2

2mol NH3

4mol NH3

NH3的浓度(mol/L)

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出akJ

吸收bkJ

吸收ckJ

体系压强(pa)

p1

p2

p3

反应物转化率

α1

α2

α3

请写出下列物理量的关系:

(1)浓度c1与c2__________________2c2与c3 ________________

(2)能量a与b __________________2b与c___________________

(3)压强p1与p2_________________2p2与p3 __________________

(4)转化率α1与α2_________________α2与α3___________________

【答案】(1)c1=c2;2c2﹤c3;

(2)a+b =92.4;2b﹥c

(3)p1=p2;2 p2 ﹥p3;

(4)α1+α2=1;α2 ﹥α3

【解析】

试题分析:甲投入1molN2、3molH2,乙容器投入量2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等;而甲容器投入1molN2、3molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2,丙中加入量是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器为等效平衡,所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,由于该反应是体积减小的反应,缩小容器体积,增大了压强,平衡向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙。

(1)根据上述分析,甲容器与乙容器是等效平衡,c1=c2;丙与乙比较,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,氨气的浓度增大,2c2<c3,故答案为:c1=c2;2c2<c3;

(2)甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,则甲与乙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ,故a+b=92.4,丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,丙中相当于增大压强,平衡正向移动,氨气的转化率减小,吸收的能量减少,2b>c,故答案为:a+b =92.4;2b﹥c;

(3)甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,则甲与乙是完全等效的, 平衡时压强相等,p1=p2;丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍;由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2>p3,故答案为:p1=p2;2 p2 ﹥p3;

(4)甲容器和乙容器是达到等效平衡状态,甲正向进行,乙逆向进行,则α1+α2=1,丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,反应物的转化率减小,即α2>α3,故答案为:α1+α2=1;α2>α3。

练习册系列答案
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已知信息:

Ⅰ.“①”中涉及的主要反应是:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH如下:

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Mg(OH)2

Cr(OH)3

完全沉淀时溶液PH

4.7

3.7

11.2

5.6

(1).杂质A12O3、SiO2与纯碱反应转变为可溶性盐,写出A12O3纯碱反应的化学方程式为:______________,滤渣1的主要成分为__________________。

(2).“③”中通过调节PH除去杂质,调节PH至___________。

(3).“⑤”中向滤液中加入物质A,得到Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液,物质A为__________,简述原因:______________________________。(用离子方程式及文字加以说明)

(4).如图是Na2Cr2O3.2H2O和Na2SO4的溶解度曲线。提纯的实验操作:将Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液______________________,得到Na2SO4固体和较纯净的Na2Cr2O3溶液。

(5).实验室测定所得产品中红矾钠的纯度,称取产品3.2g,配成250mol溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾,放于暗处5min,写出离子方程式:________________。然后加水100mL,加入3mL淀粉指示剂,用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定I2+2S2O32-=2I-+S4O62-若达到滴定终点时,共用去Na2S2O3标准溶液60mL,所得产品的纯度是_________(结果保留小数点后1位)。

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