题目内容
H2(g)=2H(g)△H1
O2(g)=2O(g)△H2
2H(g)+O(g)=H2O(g)△H3
H2O(g)=H2O(l);△H4
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H5
试指出△H1、△H2、△H3、△H4、△H5的关系
(2)合成氨反应被称之为二十世纪第一化学反应,现有某化学兴趣小组在实验室模拟合成氨反应,恒温下将N2和H2按照物质的量之比1:2投入到密闭容器里,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
①一段时间后反应达到平衡,下列对平衡状态的描述正确的是
a.2v(正)( N2)=v(逆)( NH3)
b.2v(H2)=3v(NH3)
c.气体的平均相对分子质量不变
d.反应物不再转化为生成物
②一段时间后反应达到平衡,测得平衡体系中N2和H2的物质的量之比为1:1,试求H2的平衡转化率
③如图表示合成氨反应中速率和时间的关系,且t2,t3,t4各改变一种条件且不改变原始投料量,t4时改变的条件是
考点:化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断
专题:
分析:(1)根据盖斯定律进行分析判断;
(2)①a.2v(正)( N2)=v(逆)( NH3),反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等;
b.2v(H2)=3v(NH3),未说明正逆反应速率;
c.平均相对分子质量=
,总质量一定,总物质的量会变,故气体的平均相对分子质量不变,说明达到平衡状态;
d.该反应为可逆反应,故不存在反应物不再转化为生成物的状态;
②根据起始投料比及平衡时的浓度关系,结合平衡三段式进行计算;
(2)①a.2v(正)( N2)=v(逆)( NH3),反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等;
b.2v(H2)=3v(NH3),未说明正逆反应速率;
c.平均相对分子质量=
| 总质量 |
| 总物质的量 |
d.该反应为可逆反应,故不存在反应物不再转化为生成物的状态;
②根据起始投料比及平衡时的浓度关系,结合平衡三段式进行计算;
解答:
解:(1)①H2(g)=2H(g)△H1
②O2(g)=2O(g)△H2
③2H(g)+O(g)=H2O(g)△H3
④H2O(g)=H2O(l);△H4
由①×2+②+③×2+④×2得,2H2(g)+O2(g)=2H2O,△H5=2△H1+△H2+2△H3+2△H4,
故答案为:△H5=2△H1+△H2+2△H3+2△H4;
(2)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
①a.2v(正)( N2)=v(逆)( NH3),反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,故a正确;
b.2v(H2)=3v(NH3),未说明正逆反应速率,故b错误;
c.平均相对分子质量=
,总质量一定,总物质的量会变,故气体的平均相对分子质量不变,说明达到平衡状态,故c正确;
d.该反应为可逆反应,故不存在反应物不再转化为生成物的状态,故d错误;
故答案为:ac;
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始 x 2x 0
转化 a 3a 2a
平衡 x-a 2x-3a 2a
测得平衡体系中N2和H2的物质的量之比为1:1,故x-a=2x-3a,a=0.5x,故H2的平衡转化率=
×100%=75%;
平衡时NH3的体积分数=
×100%=50%,
故答案为:75%,50%;
③t4时,正逆反应速率同时增大,且正反应速率大于逆反应速率,故改变的条件是增大压强;
t2、t3时,改变条件,平衡不发生移动,故t2-3,t3-4时,N2的转化率相等;t4时,改变条件,增大压强,平衡正向移动,故N2的转化率增大,故t2-3,t3-4,t5-6时,N2的转化率从大到小顺序为:t5-6>t2-3=t3-4;
故答案为:t5-6>t2-3=t3-4.
②O2(g)=2O(g)△H2
③2H(g)+O(g)=H2O(g)△H3
④H2O(g)=H2O(l);△H4
由①×2+②+③×2+④×2得,2H2(g)+O2(g)=2H2O,△H5=2△H1+△H2+2△H3+2△H4,
故答案为:△H5=2△H1+△H2+2△H3+2△H4;
(2)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
①a.2v(正)( N2)=v(逆)( NH3),反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,故a正确;
b.2v(H2)=3v(NH3),未说明正逆反应速率,故b错误;
c.平均相对分子质量=
| 总质量 |
| 总物质的量 |
d.该反应为可逆反应,故不存在反应物不再转化为生成物的状态,故d错误;
故答案为:ac;
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始 x 2x 0
转化 a 3a 2a
平衡 x-a 2x-3a 2a
测得平衡体系中N2和H2的物质的量之比为1:1,故x-a=2x-3a,a=0.5x,故H2的平衡转化率=
| 3×0.5x |
| 2x |
平衡时NH3的体积分数=
| 2×0.5x |
| x-0.5x+2x-3×0.5x+2×0.5x |
故答案为:75%,50%;
③t4时,正逆反应速率同时增大,且正反应速率大于逆反应速率,故改变的条件是增大压强;
t2、t3时,改变条件,平衡不发生移动,故t2-3,t3-4时,N2的转化率相等;t4时,改变条件,增大压强,平衡正向移动,故N2的转化率增大,故t2-3,t3-4,t5-6时,N2的转化率从大到小顺序为:t5-6>t2-3=t3-4;
故答案为:t5-6>t2-3=t3-4.
点评:本题考查盖斯定律的应用、平衡状态的判断、化学平衡的移动及相关计算,难度中等.要注意基础知识的积累.
练习册系列答案
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