题目内容

【题目】(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4 kJ/mol,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:

t/K

298

398

498

......

K/(mol/L)2

4.1×106

K1

K2

......

完成下列问题:

①比较K1、K2的大小:K1_______K2(填“>”、“=”或“<”);

②在恒温恒压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______(填序号);

A 2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)

B 2v(N2)(正)=v(H2)(逆)

C 容器内压强保持不变

D 混合气体的密度保持不变

(2)工业上生产尿素的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃,体积为4L的密闭容器中,通入6molNH3和3molCO2,反应达到平衡时,c(NH3)=0.5mol·L-1,则该反应的平衡常数K=_______。若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3molNH3,则此时反应的v正_______v逆(填“>”“<”或“=”)。

(3)在强酸性的电解质水溶液中,惰性材料做电极,电解CO2可得到多种燃料,其原理如图所示。

①该工艺中能量转化方式主要有_______。

②电解时,生成乙烯的电极反应式是_______。

【答案】> AD 16 < 太阳能转化为电能,电能转化为化学能 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O

【解析】

(1) ①根据焓变判断生成物反应物浓度的变化,然后根据平衡常数判断;
②可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此判断;

(2)根据平衡常数K=计算;根据浓度商Qc与K的关系判断反应方向;

(3)①太阳能电池是将太阳能转化为电能,电解装置是将电能转化为化学能;

②b极相连的电解池电极附近产生氧气,是溶液中的氢氧根离子失去电子变成氧气,说明电极为正极。

(1) ①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2,故答案为:>;

②A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆),说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故A正确;B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆),表示的是正逆反应速率,但不满足计量数关系,说明没有达到平衡状态,故B错误;C. 同温同压条件下,压强始终不变,不能根据压强判断平衡状态,故C错误;D. 同温同压下,容器容积为变量,气体总质量不变,则密度为变量,当混合气体的密度保持不变时,表明达到平衡状态,故D正确;故答案为:AD;

(2) 温度不变,平衡常数不变,平衡时c(NH3)=0.5mol.L1,c(CO2)=0.25mol.L1,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的平衡常数K==16,故答案为16;同温同压下,体积比等于物质的量之比,若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3molNH3,容器体积为V L,则

解得:V=8L,此时Q==20.48>16=K,,说明此时平衡向着逆向移动,则V正<V逆,故答案为<;

(3)①太阳能电池是将太阳能转化为电能,电解装置是将电能转化为化学能,故答案为:阳能转化为电能,电能转化为化学能;

②b极相连的电解池电极附近产生氧气,是溶液中的氢氧根离子失去电子变成氧气,说明电极为正极。电解时二氧化碳得到电子得到乙烯和水,方程式为:2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O,故答案为:2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O。

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