题目内容

现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的,但此法反应物的转化率不高.
(1)已知某反应为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1  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“<”).
(2)在一定温度下,向容积不变(始终为10L)的密闭容器中加入2mol N2、8mol H2及固体催化剂.10分钟后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为
 
,用氮气表示的反应速率:
 
.
考点:化学平衡常数的含义,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小;
(2)令参加反应的氮气的物质的量为amol,利用三段式表示出各物质的变化量、平衡时物质的量,利用压强之比等于物质的量之比列方程计算a,氨气的体积分数=
平衡时氨气的物质的量
平衡混合气体总物质的量
;根据v=
△n
V
△t
计算v(N2).
解答: 解:(1)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1,若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,则K1>K2;
故答案为:>;
(2)令参加反应的氮气的物质的量为amol,则:
           N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)
开始(mol):2       8         0
转化(mol):a       3a       2a
平衡(mol):2-a     8-3a      2a
故2-a+8-3a+2a=(2+8)×80%,解得a=1
所以,氨气的体积分数=
2×1mol
(2mol+8mol)×80%
×100%=25%,
v(N2)=
1mol
10L
10min
=0.01mol/(L?min),
故答案为:25%;0.01mol/(L?min).
点评:本题以合成氨为载体,考查化学平衡计算及影响因素、反应速率计算、平衡常数计算与应用,侧重考查学生对知识的迁移应用,难度中等.
练习册系列答案
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.
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.
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n/mol
t/min
NO N2 CO2
0 2.00 0 0
10 1.16 0.42 0.42
20 0.80 0.60 0.60
30 0.80 0.60 0.60
①10min~20min以v(NO)表示的反应速率为
 
.
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
 
(保留两位小数).
③下列各项能判断该反应达到平衡状态的是
 
(填序号字母).
A.容器内压强保持不变         B. 2v(NO)(正)=v(N2)(逆)
C.容器内CO2的体积分数不变      D.混合气体的密度保持不变
④一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)在3L容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+CO2(g)═H2O(g)+CO(g),恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线Ⅰ如图所示.若在t0时分别改变一个条件,曲Ⅰ变成曲线Ⅱ和曲线Ⅲ.
①当曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ时,改变的条件是
 
;
②当曲线Ⅰ变成曲线Ⅲ时,改变的条件及改变条件的变化量分别是
 
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