题目内容
7.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂,反应方程式为:N2+3H2?2NH3△H<0.(1)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1,拆开1mol H-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、946kJ,则拆开1molN-H键需要的能量是391kJ.
(2)合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是CE(填字母序号).
A.c(H2)减小 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.NH3的物质的量增加 D.平衡常数K增大 E.平衡向正方向移动
(3)如图1所示,在甲、乙两容器中分别充入1molN2和3molH2,使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中H2的转化率随时间变化的图象如图2所示,请在图2中画出乙容器中H2的转化率随时间变化的图象.
(4)若反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在一容积固定不变的容器内进行,并维持反应过程中温度不变.若平衡从正向建立,且起始时N2与H2的物质的量分别为amol、bmol,当a:b=1:3时,达到平衡后NH3的体积分数最大.
分析 (1)反应热=反应物总键能-生成物总键能;
(2)其他条件不变,平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,压强增大,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大更多,平衡向正反应方向移动,生成物的浓度增大,由于温度不变,则平衡常数不变,结合平衡常数可知,平衡时反应物各组分的浓度都增大;
(3)甲为恒温恒容,乙为恒温恒压,随反应进行混合气体物质的量减小,平衡时甲中压强减小,乙中平衡等效再甲平衡基础上增大压强,反应速率加快,达平衡时缩短,平衡正向移动,氢气的转化率增加;
(4)若平衡从正向建立,要想达平衡时生成物的体积分数最大,则投料量之比应等于反应物的化学计量数之比.
解答 解:(1)设拆开1molN-H键需要的能量是x kJ,则:
3×436kJ+946kJ-6×x kJ=-92,
解得x=391,
故答案为:391kJ;
(2)A.平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,压强增大,平衡向正反应方向移动,生成物的浓度增大,由于平衡常数不变,结合平衡常数可知,平衡时反应物各组分的浓度都增大,故A错误;
B.压强增大,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大更多,故B错误;
C.压强增大,平衡向正反应方向移动,NH3的物质的量增加,故C正确;
D.平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故D错误;
E.正反应为气体体积减小的反应,压强增大,平衡向正反应方向移动,故E正确;
故答案为:CE;
(3)甲为恒温恒容,乙为恒温恒压,随反应进行混合气体物质的量减小,平衡时甲中压强减小,乙中平衡等效再甲平衡基础上增大压强,反应速率加快,达平衡时缩短,平衡正向移动,氢气的转化率增加,故乙容器中H2的转化率随时间变化的图象为:
,
故答案为:
;
(4)若平衡从正向建立,要想达平衡时生成物的体积分数最大,则投料量之比应等于反应物的化学计量数之比,所以a:b=1:3,
故答案为:1:3.
点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、键能与反应热关系等,侧重于化学平衡移动的综合考查,题目难度中等.
①NH3•H2O+H+?NH4++H2O(平衡常数为K1);
②Ag++2NH3•H2O?Ag(NH3)2++2H2O(平衡常数为K2),且K1>K2.
下列说法不合理的是( )
| A. | 25℃时,将0.02 mol•L-1的氨水与a mol•L-1的盐酸等体积混合(体积变化忽略不计),反应后溶液呈中性,则用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数为Kb=$\frac{a×1{0}^{-7}}{0.02-a}$ | |
| B. | 往银氨溶液中加水稀释,反应②平衡向逆反应方向移动 | |
| C. | 若往银氨溶液中加入足量的盐酸,则溶液中会产生白色浑浊 | |
| D. | 已知:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ•mol-1,则1 L 0.1 mol•L-1氨水和足量的盐酸反应放出的热量等于5.73 kJ |
| A. | pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol•L-1 | |
| B. | 测0.1mol•L-1氨水的pH为11,是因为NH2•H2O?NH4++OH- | |
| C. | 0.01mol•L-1NaHCO3溶液中溶质的电离方程式为Na++H++CO32- | |
| D. | CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中$\frac{c(C{H}_{3}COOH)}{c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}$的值增大 |
| A. | 纯净的甲烷在空气中燃烧可看到黄色火焰,用涂有澄清石灰水的小烧杯照在火焰上方,烧杯内壁变浑浊 | |
| B. | 检测孙老师是否酒后驾车,交警同志可用装有K2Cr2O7酸性试剂的吹气检测仪检测,看到检测仪由橙色变为绿色,说明孙老师酒后驾车应当进行处罚 | |
| C. | 科学探究:小米在家用食醋浸泡鸡蛋,观察到鸡蛋壳表面没有产生气泡,说明食醋主要成分乙酸没有酸性 | |
| D. | 天然纤维,人造纤维,合成纤维中均含有纤维素 |
| 实验编号 | 反应物 |
| a | 10mL2%H2O2溶液、少量烧碱 |
| b | 10mL2%H2O2溶液 |
| c | 10mL2%H2O2溶液、少量盐酸 |
| d | 10mL5%H2O2溶液 |
(2)探究浓度对化学反应速率影响的实验编号是bd;
(3)实验a、b、c中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示,分析该图能得到的实验结论是碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率.
| A. | C5H12属于烷烃且有三种同分异构体 | |
| B. | 乙酸、葡萄糖在一定条件下均能与Cu(OH)2反应 | |
| C. | 苯与浓硝酸、浓硫酸混合共热制取硝酸苯是发生取代反应 | |
| D. | 淀粉和纤维素均可用(C6H10O5)n表示,因此它们互为同分异构体 |