题目内容

19.对于可逆反应N2+3H2?2NH3(反应条件略去),回答下列问题:
(1)在恒温恒容条件下,下列表述中,不能说明该反应达到平衡状态的有BD.
A.体系的压强保持不变          
B.某时刻H2和NH3的浓度之比是3:2
C.相同时间内,断裂6NA个N-H键,同时断裂3NA个H-H键
D.某时刻反应速率满足:3v(N2)=v(H2)     
E.混合气体的平均摩尔质量不变
(2)下列措施能加快反应速率的有C
A.降温       B.将NH3分离出体系     C.恒温恒容条件下,加入N2    D.恒温恒压条件下,加入He
(3)若测得达到平衡时,氮气和氢气的转化率相等,则氮气和氢气的起始投料物质的量之比为1:3.
(4)若断裂1mol N≡N需要吸热akJ,断裂1molH-H需要吸热bkJ,形成1molN-H放热ckJ,如果n molN2参加反应(假设N2完全转化),则该过程放热n(6c-a-3b)kJ.
(5)在恒温恒压的密闭容器中,加入一定量的氮气和氢气进行反应,若达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则达到平衡时,混合气体中氨气的体积分数为20%.

分析 (1)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化;
(2)增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂、增大反应物的接触面积能加快反应速率;
(3)转化率为转化率与起始量的比值,转化量与计量数呈正比,氮气和氢气的转化率相等,则起始量与计量数也呈正比;
(4)断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,如果n molN2参加反应,则断裂2molN≡N、3nmolH-H键,形成6nmolN-H键,以此计算反应热;
(5)恒压条件下,体积发生变化,达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则体积为原来的$\frac{1}{1.2}$,结合差量法计算.

解答 解:(1)A.反应前后气体的体积变化,如体系的压强保持不变,可说明达到平衡状态,故A正确;       
B.起始物料比以及转化程度未知,某时刻H2和NH3的浓度之比是3:2,不能确定是否达到平衡状态,故B错误;
C.相同时间内,断裂6NA个N-H键,同时断裂3NA个H-H键,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.反应速率之比等于化学计量数之比,某时刻反应速率满足:3v(N2)=v(H2),不能说明达到平衡状态,故D错误;     
E.混合气体的平均摩尔质量不变,可说明气体的物质的量不变,达到平衡状态,故E正确.
故答案为:BD;
(2)A.降温,反应速率相等,故A错误;
 B.将NH3分离出体系,浓度降低,反应速率减小,故B错误;
 C.恒温恒容条件下,加入N2,反应物浓度增大,反应速率增大,故C正确;
 D.恒温恒压条件下,加入He,则体积增大,浓度减小,反应速率减小,故D错误.
故答案为:C;
(3)转化率为转化率与起始量的比值,转化量与计量数呈正比,氮气和氢气的转化率相等,则起始量与计量数也呈正比,应为1:3,故答案为:1:3;
(4)断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,如果n molN2参加反应,则断裂2molN≡N、3nmolH-H键,形成6nmolN-H键,则反应放出的热量为n(6c-a-3b)kJ,
故答案为:n(6c-a-3b);
(5)恒压条件下,体积发生变化,达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则体积为原来的$\frac{1}{1.2}$,设反应前体积为1.2L,则反应后为1.0L,
N2  +3 H2 ?2 NH3 △V
1           3          2                   2
                         0.2                1.2-1.0=0.2
达到平衡时,混合气体中氨气的体积分数为$\frac{0.2}{1.0}×100%$=20%,
故答案为:20%.

点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡的计算,平衡状态的判断、平衡移动的影响因素以及反应热的计算等问题,侧重于学生的分析能力和计算能量的考查,注意把握计算的思路和角度,难度不大.

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aT1V1=l L75%
bT1v2
cT3v375%
d
e
已知:T3>T2,V2>V1
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K25.63
③V2>(填“>”“<”或“=”)V3
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