题目内容

【题目】NH3水溶液呈弱碱性,并可用作农业化肥,现进行下列研究:现将一定量的H2和N2充入10L的密闭容器中,在一定条件下使其发生反应,有关H2、N2、NH3三者的物质的量的变化与时间的关系如图所示:

(1)若t1=10min,则0至t1时间内H2的反应速率为_________;

(2)下列几种情形中可以证明合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达平衡状态的是_____。

①单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3;

②1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成;

③1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成;

④混合气体的压强不再改变的状态;

⑤混合气体的密度不再改变的状态;

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。

(3)根据图中曲线变化情况判断,t1时刻改变的反应条件可能是_____(填字母)

a.加入了催化剂 b.降低了反应的温度 c.缩小容器体积增大压强

(4)t2时刻后反应达平衡,N2总共的转化率为______。

(5)在t1时刻对应的反应条件下,该反应的平衡常数是______。

【答案】0.0015mol/(L·min) ①③④⑥ c 50% 426.7

【解析】

根据图像可知,氢气、氮气的初始物质的量分别为0.40mol、0.20mol,反应在t1时达到平衡状态,平衡时,氢气、氮气、氨气的物质的量分别为0.25mol、0.15mol、0.10mol;t1时改变外界条件平衡正向移动。

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

初始: 0.20 0.40 0

反应1:0.05 0.15 0.10

平衡1:0.15 0.25 0.10

反应2:0.05 0.15 0.10

平衡2:0.10 0.10 0.20

(1)若t1=10min,0至t1时间内H2的量变化为0.15mol,v(H2)=0.15mol/(10L×10min)=0.0015mol/(L·min);

(2)①单位时间内生成nmolN2,则必然消耗2nmolNH3,若同时又生成2nmolNH3,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,①正确;

②1个N≡N键断裂,必然有6个N—H键形成,反应时按此比例进行,无法判断是否达到平衡状态,②错误;

③1个N≡N键断裂,必然有3个H—H也断裂,若同时有3个H—H键形成,则同一物质的反应方向相反,量相同,达到平衡状态,③正确;

④反应体系中,可逆号两边气体计量数不同,若达到平衡状态时,气体的物质的量不再改变,容器为恒容,则混合气体的压强不再改变的状态,压强可作为判断是否达到平衡状态的依据,④正确;

⑤反应体系中,反应物与生成物均为气体,则混合气体的质量自始至终不变,而容积固定,则密度一直不变,混合气体的密度不能作为判断是否平衡的依据,⑤错误;

⑥反应体系中,反应物与生成物均为气体,则混合气体的质量自始至终不变,若达到平衡时,气体的物质的量不再改变,则混合气体的平均相对分子质量不再改变,平均摩尔质量可作为判断是否达到平衡状态的依据,⑥正确;

答案为①③④⑥。

(3)a.催化剂对化学反应速率有影响,对限度无影响,a错误;

b.降低了反应的温度,化学反应速率减慢,曲线的变化斜率变小,与图像不符,b错误;

c.缩小容器体积增大压强,反应体系中的各物质浓度增大,反应速率加快,平衡正向移动,与图像相符,c正确;

答案为c;

(4)t2时刻后反应达平衡,氮气的反应量为0.1mol,初始量为0.2mol,转化率=0.1mol/0.2mol×100%=50%;

(5)t1时刻时达到平衡状态,K=c2(NH3)/[c3(H2)×c(N2)]=0.012/(0.0253×0.015)=426.7。

练习册系列答案
相关题目

【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:

+H2O

物质

相对分子质量

密度

沸点/℃

水中溶解性

异戊醇

88

0.8123

131

微溶

乙酸

60

1.0492

118

溶

乙酸异戊酯

130

0.8670

142

难溶

实验步骤:

在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题:

(1)仪器A的名称是:________

(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:________;第二次水洗的主要目的是:________。

(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填标号)。

a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出

b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出

c..先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出

d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出

(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:________________。

(5)实验中加入少量浓硫酸的目的是:________________。

(6)在蒸馏操作中加热一段时间发现忘加碎瓷片,应采取的正确操作是:________。(请用文字描述)

(7)本实验的产率是:________(填标号)。

a.30% b.40% c.50% d.60%

(8)在进行蒸馏操作时,若从110℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏________(填“高”或“低”),其原因是_______________________________________________。

【题目】脱除工业废气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。

(1)早期是利用NH3还原法,可将NOx还原为N2进行脱除。

已知:①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1

写出常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式__。

(2)以漂粉精溶液为吸收剂可以有效脱除烟气中的NO。

①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2,若吸收过程中,消耗的Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3∶4,则脱除后NO转化为__。

②某一兴趣小组研究不同温度下相同浓度漂粉精溶液对NO脱除率的影响,结果如图所示。图中,40~60℃NO脱除率上升可能的原因为__;60~80℃NO脱除率下降可能的原因为__。

(3)过硫酸钠(Na2S2O8)氧化去除NO

第一步:NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2

第二步:NaNO2继续被氧化为NaNO3,反应为++2OH-+2+H2O。

不同温度下,平衡时的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度(指第二步反应的初始浓度)的关系如图所示。

①a、b、c、d四点平衡常数K由大到小的顺序为__,原因是__。

②若a点(0.1,40%)时,的初始浓度为amol·L-1,平衡时pH=13,则65℃时,第二步反应的平衡常数K=__。(用含a的代数式表示,已知65℃时Kw=1.0×10-13)

(4)利用新型材料光催化脱除NO法如图所示。

某电化学小组将过程A、B设计成酸性电解池反应,则该反应中阴极反应方程式为___。

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