题目内容

(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H2
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3
则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H=
 
(用△H1、△H2、△H3表达).
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是
 

A.升高温度   B.增加碳的用量   C.加入催化剂     D.用CO吸收剂除去CO
(3)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃起始量/mol平衡量/mol[学科达到平衡所
需时间/min
H2OCOH2CO
9001.02.00.41.63.0
通过计算求出该反应的平衡常数(写出计算过程,结果保留两位有效数字).
(4)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨.合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
一定条件
2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1.实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图1.
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
 
,判断依据是
 

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图.
考点:用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(2)该反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强、减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动增大水蒸气的转化率;
(3)根据三段式计算平衡时各组分的物质的量,反应前后气体的体积不变,用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式k=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
计算;
(4)①由图开始,实验Ⅱ与实验Ⅰ相比,反应速率加快,平衡时氮气的浓度不变,说明改变条件速率加快平衡不移动,结合反应特征与平衡移动原理分析;
②实验Ⅲ的温度比实验Ⅰ高,反应速率快,到达平衡时间缩短,正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,平衡时氨气的浓度较实验Ⅰ低,据此作图.
解答: 解:(1)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H2
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3
依据盖斯定律3×③-①×2-②×2得到热化学方程式为:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H=(3△H3-2△H1-2△H2)KJ/mol;
故答案为:3△H3-2△H1-2△H2
(2)有利于提高H2O的平衡转化率,应使平衡向正反应方向移动,且不能增大水的浓度,
A.正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,水的转化率增大,故A正确;
B.碳为固体,增加碳的用量,不影响平衡移动,水的转化率不变,故B错误;
C.加入催化剂,加快反应速率,缩短到达平衡的时间,不影响平衡移动,水的转化率不变,故C错误;
D.用CO吸收剂除去CO,CO的浓度降低,平衡向正反应方向移动,水的转化率增大,故D正确,
故答案为:AD;
(3)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
起始(mol):2       1       0        0
变化(mol):0.4    0.4      0.4      0.4
平衡(mol):1.6    0.6      0.4      0.4        
反应前后气体的体积不变,用物质的量代替浓度计算平衡常数,故k=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
=
0.4×0.4
1.6×0.6
=0.17,
故答案为:0.17;
(4)①由图开始,实验Ⅱ与实验Ⅰ相比,反应速率加快,平衡时氮气的浓度不变,说明改变条件速率加快平衡不移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,升高温度或增大压强、增大反应物浓度,可以增大反应速率,但平衡发生移动,故应是使用催化剂,
故答案为:使用催化剂;实验Ⅱ与实验Ⅰ平衡状态相同,而实验Ⅱ达到平衡所需时间短;
②实验Ⅲ的温度比实验Ⅰ高,反应速率快,到达平衡时间缩短,正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,平衡时氨气的浓度较实验Ⅰ低,故图象为:,故答案为:
点评:题目综合性较大,涉及反应热计算、化学平衡图象与影响因素、化学平衡常数计算等,侧重高考常考点与基础知识的考查,目难度中等
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