题目内容

在一固定容积为2L的密闭容器内加入0．2 mol的N2和0．6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)＋Q（Q＞0）,
（1）该反应所用的催化剂是      （填写名称）
该反应450℃的平衡常数         500℃时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）。
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是                    
A．3V正（H2）＝2V逆（NH3）B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（3）如上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH3的物质的量为0．2mol计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(N2)为______________mol/(L¯min)。
（4）下列研究目的和示意图相符的是           。
 
A
B
C
D
研究目的
压强对反应的影响（P1>P2）
温度对反应的影响
平衡体系增加N2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示




 
（1）铁触媒，﹥
（2）B D
（3）0．01 mol/L
（4）C

试题分析：（1）该反应所用的催化剂是触媒，由于该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故 该反应450℃的平衡常数应该大于500℃时的平衡常数。
（2）由于容器中气体的平均分子量和容器中气体的密度如果没有平衡始终在发生着变化，故选BD。
（3）根据反应速率的计算公式可求得v(N2)为0．01mol/(L¯min)。
（4）A．反应物气体的计量数大于生成物气体的计量数，则增大压强平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，压强越大反应速率越大，图象不符，故A错误；B．正反应放热，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，图象不符，故B错误；C．增加氮气，正反应速率增大，加入氮气瞬间逆反应速率不变，然后逐渐增大，重新达到平衡状态，图象符合，故C正确；D．加入催化剂，反应速率增大，达到平衡所用时间少，图象不符合，故D错误．故选C．
练习册系列答案
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将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的定容容器中混合并在一定条件下发生如下反应  2A（气）＋B（气）2C（气）；△H<0 ，经 2 s（秒）后测得 C 的浓度为0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法：
① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol·L－1·s－1
② 达到平衡状态时，升高温度，则该化学平衡向左移动，同时化学平衡常数K也减小；
③ 2 s 时物质 A 的转化率为70％ ④ 达到平衡状态时，增加A物质的量A和B转化率都提高。⑤当各物质浓度满足c(A)="2c(B)=" c(C)时，该反应达到了平衡状态；其中正确的是（ ） 
A．①③      B. ①②        C. ②③          D. ③④
现有反应：mA(g)+ B(g)2C(g)，达到平衡后，当升高温度时，A的转化率变小；当减小压强时，混合体系中C的质量分数不变，则:
（1）该反应的△H     0（填“>”或“<”），且m    1(填“＞”“=”“＜”)。
（2）若加入B(假设容器的体积不变)，则A的转化率  ，B的转化率  。 (填“增大”“减小”或“不变”)
（3）若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(假设容器的体积不变)时混合物颜色          ，而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色          (填“变深”“变浅”或“不变”)。
（4）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol C(g)使其分解，气体A的物质的量随时间的变化如下图所示。则0~2 min内的平均反应速率υ(C)=                。
一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是（  ）

A．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
B．反应进行到1 s时，v (A)＝v (C)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.1 mol/(L·s)
D．该反应的化学方程式为3B＋4 C6A＋2D
在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g)  ΔH＜0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，氢气的平均反应速率v(H2)为______________。
（2）该反应达到平衡时N2的转化率_________________。
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为____________。(填序号)
a．0.20 mol·L－1 b．0.12 mol·L－1 c．0.10 mol·L－1  d．0.08 mol·L－1
（4）请写出该反应的平衡常数表达式_________，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 “＜” ）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L－1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
如图是可逆反应X2+3Y22Z2在反应过程中的反应速率V与时间（t）的关系曲线，下
列叙述正确的是
A．t1时，只有正方向反应
B．t2时，反应到达限度
C．t2－t3，反应不再发生
D．t2－t3，X2、Y2、Z2的物质的量浓度之比为1∶3∶2
一定条件下，容积为2 L的密闭容器中，通入2 mol N2、3 mol H2进行反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，20 min后，N2的物质的量为1.9 mol，1 h后测得容器内气体的压强不再改变，且为反应开始时压强的0.8倍，则下列叙述正确的是（  ）
A．1 h后反应进行完全，容器中的N2浓度为0.55 mol·L－1
B．前20 min用NH3表示的反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
C．增加H2的浓度或降低温度，平衡将向正反应方向移动，且反应速率均加快
D．当容器内压强不改变时，说明反应已达到平衡状态
碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2，则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。
（2）根据反应温度对TON的影响图（下左图）判断该反应的焓变△H________0（填“>”、“=”或“<”），理由是________________________________。

（3）根据反应时间对TON的影响图（上右图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。
（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（下图），判断下列说法正确的是___  __。

a. 由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
c. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
d. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降
工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

O2

 

（1）己知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________________________；当温度升高时，该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H= a  kJ·mol－1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)   △H= b  kJ·mol－1
H2O(1)=H2O(g)         △H= c   kJ·mol－1
则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
（3）①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)
A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B．3v正(N2)=v逆(H2)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的相对分子质量保持不变
E．1mol N≡N键断裂，同时1mol H—H键断裂
②若在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中，5min反应达平衡，n(N2)=1mol，n(H2)=1mol，n(NH3)=2mol，则反应速率v(N2)=________________，H2的平衡转化率=_________________；若保持容器的温度不变，在10min时将容器的容积压缩为lL，请在答题卡坐标图中，画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。

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