题目内容

13．150℃时，向如图所示的容器（密封的隔板可自由滑动，整个过程中保持隔板上部压强不变）中加入4LN2和H2的混合气体，在催化剂作用下充分反应（催化剂体积忽略不计），反应后恢复到原温度．平衡后容器体积变为3.4L，容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5．
（1）反应前混合气体中V（N2）：V（H2）=1：3，反应达平衡后V（NH3）=0.6L，该反应中N2转化率为30%；
（2）向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到150℃时测得此过程中从外界吸收了6.44kJ的热量；
①充入NH3时，混合气体的密度将增大，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将减小
（填“增大”、“减小”或“不变”）；反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将=5（填“＞”、“＜”或“=”）．
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡ABD；
A．容器不再与外界发生热交换
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．当V（N2）：V（H2）：V（NH3）=1：3：2时
D．当容器的体积不再发生变化时
③写出该反应的热化学方程式：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol．

分析 （1）设起始时氮气体积为x L，平衡后气体体积减小了4L-3.4L=0.6L，则：
          N2 （g）+3H2 （g）?2NH3（g） 体积减小△V=2
起始（L）：x       4-x              0
变化（L）：0.3     0.9             0.6                    0.6
平衡（L）：x-0.3   3.1-x        0.6
平衡时容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，则相对分子质量=5×2=10，故$\frac{x-0.3}{3.4}$×28+$\frac{3.1-x}{3.4}$×2=10，解得：x=1，据此解答；
（2）①充入氨气，平衡不移动时，平均相对分子质量增大，同温同压下，密度之比等于其相对分子质量之比；由（1）分析可知N2、H2的起始物质的量之比为1：3，再向平衡后的容器中充入O．2mol的NH3，平衡逆向移动，恒温恒压下与原平衡为等效平衡，平衡时各组分含量不变；
②可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
③从（1）计算可知，氮气的转化率为30%，则氨气分解率为70%，故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量，则2mol氨气分解吸收热量为：6.44kJ×$\frac{2mol}{0.14mol}$=92kJ，则生成2mol氨气放出92kJ热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式．

解答 解：（1）设起始时氮气体积为x L，平衡后气体体积减小了4L-3.4L=0.6L，则：
         N2 （g）+3H2 （g）?2NH3（g） 体积减小△V=2
起始（L）：x     4-x         0
变化（L）：0.3    0.9        0.6            0.6
平衡（L）：x-0.3  3.1-x      0.6
平衡时容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，则相对分子质量为5×2=10，则$\frac{x-0.3}{3.4}$×28+$\frac{3.1-x}{3.4}$×2=10，解得：x=1，
反应前V（N2）：V（H2）=1L：（4-1）L=1：3，反应达到平衡时V（NH3）=0.6L，则N2的转化率为：$\frac{0.3L}{1L}$×100%=30%，
故答案为：1：3；0.6；30%；
（2）①再加入0.2m0l氨气，由于氨气平均相对分子质量为17，大于10，故混合气体平均新东方在增大，则混合气体密度增大，反应过程中，平衡逆向移动，向体积增大方向移动，故混合气体密度减小，由（1）分析可知N2、H2的起始物质的量之比为1：3，恒温恒压下与原平衡为等效平衡，平衡时各组分含量不变，平衡时平均摩尔质与原平衡相等，故相对氢气密度为5，
故答案为：增大；减小；=；
②A．容器不再与外界发生热交换，说明反应过程中热量不变，反应到达平衡，故A正确；
B．混合气体总质量不变、总物质的量变化，则混合气体的平均相对分子质量发生变化，但平均相对分子质量保持不变，说明反应到达平衡，故B正确；
C．平衡时各组分的体积之比与起始量及转化率有关，平衡时不一定等于化学计量数之比，故C错误；
D．恒温恒压下，随反应进行气体总体积减小，当容器的体积不再发生变化时，说明反应到达平衡，故D正确，
故答案为：ABD；
③从（1）计算可知，氮气的转化率为30%，则氨气分解率为70%，故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量，则2mol氨气分解吸收热量为：6.44kJ×$\frac{2mol}{0.14mol}$=92kJ，则生成2mol氨气放出92kJ热量，合成氨气的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断、热化学方程式书写等知识，题目难度中等，（2）为易错点，解答关键是对等效平衡规律的理解，侧重考查学生分析计算能力，注意掌握化学平衡及其影响．

练习册系列答案
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4．北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神及现代科技融为一体，火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料．试回答下列问题：

①如图1是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O（l）过程中的能量变化图，（图中的括号内填入“+”或“-”）．
写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2215.0 kJ/mol．
（2）甲醇是一种清洁燃料，甲醇的燃烧热为726.51kJ/mol，若1mol甲醇和丙烷的混合物完全燃烧生成CO2和液态水共放出热量2498.4KJ，则混合物中甲醇和丙烷的物质的量之比为1：4．
（3）已知稀溶液中，1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol．
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1．（1）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
0.5C（s）+0.5CO2（g）?CO（g），K1
CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），K2
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），K3
则K1、K2、K3之间的关系为K2=$\frac{{K}_{3}}{{{K}^{2}}_{1}}$
（2）在一体积为1L密闭的容器中，通入一定量的 CO和H2O（g），在850℃时发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，CO和H2O浓度变化如图所示，则0～4 min的平均反应速率ν（CO）=0.03 mol/（L•min），CO的转化率为60%；此时该反应的平衡常数为1 
（3）保持温度850℃时，若起始时加入的CO、H2O、CO2和H2物质的量分别为0.1 mol、0.7 mol、0.3 mol和0.9 mol，则v （正）＜v（逆）（填“=”“＞”或“＜”），达到平衡时CO的体积分数为20%．
8．T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，分别向甲、乙两容器中加入6mol A和3mol B，发生反应如下：3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）△H＜0； 4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L，B的浓度为1.8mol/L； t min时乙容器内的反应达平衡，B的浓度为0.8mol/L．根据题给信息回答下列问题：
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（3）T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，还需加入A、B．其中需加入A的物质的量是3mol．
（4）若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是AC．
A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2L
B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度
C．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体
D．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体
（5）该温度下，向体积为1L的密闭容器中通入A、B、C、D气体物质的量分别为3mol、1mol、3mol、2mol，此时反应向正反应方向进行（填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”）
18．80℃时，将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2O4（g）?2NO2（g）△H＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
　　　　　　　时间（s）
n（mol）		020406080100
n（N2O4）0.40a0.20cde
n（NO2）0.000.24b0.520.600.60
（1）计算20～40s 内用N2O4表示的平均反应速率为0.002 mol•L-1•s-1．
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K=1.8．
（3）反应进行至100s 后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色变浅（填“变浅”、“变深”或“不变”）．
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有D（填序号）．
A．增大N2O4 起始浓度
B．向混合气体中通入NO2
C．使用高效催化剂
D．升高温度．
5．如表周期表中的一部分，根据A～Ⅰ在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题．
 族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅤⅡA 0
 1 A       
 2    D  E G I
 3 B  C  F  H 
（1）化学性质员不活泼的元素是Ne，只有负价而无正价的元素是F，最容易与氢气反应的单质是F2，金属性最强的单质是Na．
（2）地壳中含量最多的元素是O，化合物种类最多的元素是C，与水反应最激烈的金属是Na，单质可以用于制漂白粉的元素是Cl2．
（3）在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的元素是Na
（4）A和E形成化合物的电子式是．
2．利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是（　　）
A．乙烯与Cl2加成（1，2-二氯乙烷）
B．乙烯与水加成（乙醇）
C．氢气与苯催化剂加热的条件下发生的反应（环己烷）
D．氯气与甲烷按照比例2：1在光照条件下反应（二氯甲烷）
3．下列冶炼金属的原理中，属于热还原法的是（　　）
A．2Ag2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Ag+O2↑B．Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2↑
C．Fe+CuSO4═FeSO4+CuD．2NaC12$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+C12↑

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