题目内容

在某温度下，体积恒定的密闭容器中加入2molN2和4molH2，发生如下反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol．达到平衡时，放出热量46.2kJ．求：
（1）达到平衡时，N2的转化率为
 
，NH3的体积分数为
 
．
（2）若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均为正数，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同．a、b、c取值必须满足的一般条件是
 
，
 
．
（3）科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3．其电池总反应式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，电解质溶液应显
 
（填“酸性”、“中性”或“碱性”），写出正极的电极反应方程式
 
．
考点：化学平衡的计算,化学电源新型电池,等效平衡
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）根据放出的热量，利用热化学方程式计算参加反应的氮气的物质的量，再根据转化率定义计算氮气的转化率．
（2）温度恒定体积恒定，该反应前后气体的物质的量发生变化，故按化学计量数转化到左边满足n（N2）=2mol、n（H2）=4mol即可；
（3）氨气为碱性气体，易与酸反应，应用碱性电解质，负极发生氧化反应．
解答： 解：（1）达到平衡时，放出热量46.2kJ，所以参加反应的氮气的物质的量为
46.2KJ/
92.4KJ/mol
=0.5mol，生成氨气物质的量为1mol，依据化学方程式前后气体物质的量变化特征生成的氨气物质的量是反应前后气体减小的物质的量，所以氮气的转化率为
0.5mol
2mol
×100%=25%，氨气的体积分数=
1mol
2mol+4mol-1mol
×100%=20%；
故答案为：25%，20%；
（2）温度恒定体积恒定，该反应前后气体的物质的量发生变化，故按化学计量数转化到左边满足n（N2）=2mol、n（H2）=4mol即可，故a+
1
2
c=2，b+
3
2
c=4．
故答案为：a+
1
2
c=2，b+
3
2
c=4；
（3）氨气为碱性气体，易与酸反应，所以电解质溶液应呈碱性，负极发生氧化反应，氨气被氧化生产氮气，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，
故答案为：碱性；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
点评：考查反应热的有关计算、化学平衡计算、等效平衡等，把握电极反应式的书写，难度中等，注意等效平衡规律的理解掌握．
练习册系列答案
相关题目
下列说法不正确的是（　　）
A、光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济
B、氨氮废水（含NH4+及NH3）可用化学氧化法或电化学氧化法处理
C、某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞（V≈10-12L）内的数个目标分子，据此可推算该检测技术能检测细胞内浓度约为10-12-10-11mol?L-1的目标分子
D、向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变
I、某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为
 

（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为
 

（3）若X、Y、Z均为气体，反应达平衡时，此时容器内的压强与起始压强之比为
 

II、一定条件下，氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂．为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响，设计如下对比实验：
实验序号 氯化镁固体中氯元素含量/% 温度/℃ 粉碎方式/ 催化效果/g?g-1
1 70.97 20 滚动球磨 3.9×104
2 74.45 20 滚动球磨 5.0×104
3 74.45 20 振动球磨 5.9×104
4 ω 100 振动球磨
注：催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示．
（1）表中ω=
 
．
（2）从实验1、2可以得出的结论是
 
．
（3）设计实验2、3的目的是
 
．
III、现有如下两个反应：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O
（B）2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池
 

（2）如果不能，说明其原因
 

（3）如果可以，则写出正、负极材料、电解质溶液名称
 
．
将3.66g BaCl2?xH2O晶体溶于水配成100mL溶液，取出10mL此溶液与100mL 0.03mol/L AgNO3溶液反应，恰好使Cl-沉淀完全．求：
（1）计算原溶液中Ba2+的物质的量浓度为
 
mol/L．
（2）计算x的值，X=
 
．
某温度时，在2L密闭容器中某一反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示：
由图中数据分析求：
（1）该反应的化学方程式为
 
．
（2）反应开始至4min时，B的平均反应速率为
 
．
（3）4min时，正、逆反应速率的大小关系为：v（正）
 
 v（逆） （填“＞”、“＜”或“=”，下同），8min时，v（正）
 
v（逆）．
（4）4min时，A的转化率为
 
．
在氯氧化法处理含CN-的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化成无毒物质．
（1）某厂废水中含有KCN，其浓度为650mg/L．现用氯氧法处理，发生如下反应（其中N均为-3价）：KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O，被氧化的元素是
 
．
（2）加入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化成氮气．化学方程式：2KOCN+4KOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6KCl+2H2O．若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需要液氯
 
g．
已知某反应在不同条件下的反应历程可以表示成如图所示，E1表示反应物分子变成原子所吸收的热量，E2表示这些原子重新成键形成生成物放出的热量，请回答下列问题：
（1）据图判断该反应是
 
（填“吸”或“放”）热反应，如该反应可逆，则其达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），其中B历程表明此反应改变的条件为
 
（填字母）．
A．增大反应物的浓度    B．降低温度    C．增大压强    D．使用催化剂
（2）下表给出了一些化学键的键能：
化学键 H-H Cl-Cl O=O O-H H-Cl
键能（kJ?mol-1） 436 247 x 463 431
①若图中表示反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ?mol-1，则x=
 
kJ?mol-1（保留一位小数）．
②催化剂、加热条件下可用氧气与氯化氢气体反应置换出氯气，同时生成另一种气态化合物，利用上表数据写出该热化学方程式
 
，当该反应中有1mol电子发生转移时，图象中历程A的E1=
 
kJ（保留一位小数）．
汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0
已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10-4．请回答：
（1）该反应的平衡常数表达式为
 

（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol，平衡时，N2的转化率是
 
%（保留整数）．
（3）该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应
 
填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”）
（4）将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图甲所示变化趋势正确的是
 
（填字母序号）．

（5）该反应的反应过程中能量变化如图乙所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是
 
．
A．该反应为放热反应
B．催化剂能降低该反应的活化能
C．催化剂能改变该反应的焓变
D．逆反应的活化能小于正反应的活化能
（6）三效催化转化器可减少汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx等），反应如下：2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）
已知：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221．kJ/mol
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
则该反应的△H=
 
．
（1）反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①v（A）=0.15mol/（L．min）            
②v（B）=0.6mol/（L．min）            
③v（C）=0.4mol/（L．min）             
④v（D）=0.01mol/（L．s ）
该反应进行的快慢顺序为
 

（2）某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化如图所示．则该反应的化学方程式为
 
反应至2min时，用Z表示的平均反应速率为
 
．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网