5．在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣與氫氣進行如下反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=a kJ•mol-1，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下．
溫度/℃200300400
K1.00.860.5
請回答下列問題．
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$，a小于（填“大于”、“小于”或“等于”）0．
（2）200℃時，向此密閉容器中充入0.20mol的N2和0.80mol的H2，反應(yīng)初始6s內(nèi)達到了平衡狀態(tài)，N2的平均反應(yīng)速率v（N2）=0.03mol•L-1•s-1．則6s時NH3的物質(zhì)的量為0.18mol，c（N2）=0.22mol•L-1；此時N2的轉(zhuǎn)化率為45%，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，N2的轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”“不變”“減小”）．
（3）400℃時，2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為2，測得氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時，該反應(yīng)的v正（N2）大于（填“大于”、“小于”或“等于”）v逆（N2）．

分析 （1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念寫；由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，說明升高溫度N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)氮氣的反應(yīng)速率計算6s內(nèi)氮氣的物質(zhì)的量的變化，可得6s末氨氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量}{物質(zhì)的起始量}$×100%計算；向該密閉容器中再充入1mol氬氣，化學(xué)平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變；
（3）400℃時，2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）與N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系；計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進行．

解答 解：（1）反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，說明升高溫度N2（g）+3H2（g）?2NH3（g平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故a＜0；
故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；小于；
（2）在0.5L的密閉容器中，向此密閉容器中充入0.20mol的N2和0.80mol的H2，初始6s內(nèi)達到了平衡狀態(tài)，N2的平均反應(yīng)速率v（N2）=0.03mol•L-1•s-1，則△c（N2）=0.03mol•L-1•s-1×6s=0.18mol•L-1，則6s時c（N2）=0.20mol÷0.5L-0.18mol•L-1=0.22mol•L-1；根據(jù)反應(yīng)6s時NH3的物質(zhì)的量為0.18mol•L-1×0.5L×
2=0.18mol；此時N2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.18mol•{L}^{-1}×0.5L}{0.2mol}$×100%=45%；該密閉容器中再充入1mol氬氣，化學(xué)平衡不移動，則氮氣的轉(zhuǎn)化率不變；
故答案為：0.18；0.22；45%；不變；
（3）400℃時，2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）與N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，故400℃時，2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的平衡常數(shù)為：$\frac{1}{0.5}$=2，氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時，此時濃度商Qc=$\frac{（2÷0.5）×（1÷0.5）^{2}}{（3÷0.5）^{3}}$=0.89＜K=2，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，v正（N2）＞v逆（N2）；
故答案為：2；大于．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算，涉及平衡常數(shù)及其應(yīng)用，注意平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)及其單位與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

6．現(xiàn)有三組溶液，①碘水中提取單質(zhì)碘 ②碘和四氯化碳的混合物 ③汽油和氯化鈉溶液，分離以上混合物的正確方法依次是（　�。�
A．分液、萃取、蒸餾B．萃取、蒸餾、分液C．分液、蒸餾、萃取D．蒸餾、萃取、分液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

16．碳是形成物種最多的元素之一，許多含碳物質(zhì)對人類極其重要．
（1）工業(yè)上利用甲烷和氧氣直接氧化制取甲醇的反應(yīng)如下：
CH4+$\frac{1}{2}$O2（g）?CH3OH（g）△H=-128.5kJ/mol
副反應(yīng)有：CH4（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）?CO（g）+2H2O（g）△H=a kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）?CO2（g）+2H2O（g）△H=b kJ/mol
CH4（g）+O2（g）?HCHO（g）+H2O（g）△H=c kJ/mol
甲醇與氧氣反應(yīng)生成HCHO（g）和水蒸汽的熱化學(xué)方程式為CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）→HCHO（g）+H2O（g）△H=（c+128.5）KJ•L-1．
（2）苯乙烷（C8H10）生產(chǎn)苯乙烯（C8H8）的反應(yīng)：C8H10（g）?C8H8（g）+H2（g）△H＞0．T1℃下，將0.40mol苯乙烷充入2L密閉容器中反應(yīng)，不同時間容器內(nèi)n（C8H10）如表：
時間/min0102030
n（C8H10）/mol0.400.300.26n2
①當反應(yīng)進行到30min時恰好到達平衡，則n2取值的最小范圍是0.22＜n＜0.26；
②改變溫度為T2℃，其他條件不變，測得平衡時容器內(nèi)氣體壓強為反應(yīng)前的1.4倍，則此時苯乙烷的轉(zhuǎn)化率為40%．
（3）用惰性電極電解葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]和硫酸鈉混合溶，可以制得葡萄糖酸[CH2OH（CHOH）4COOH]和己六醇[CH2OH（CHOH）4CH2OH]．電解過程中，葡萄糖酸在陽極生成，對應(yīng)的電極反應(yīng)式CH2OH（CHOH）4CHO+H2O-2e-═CH2OH（CHOH）4COOH+2H+．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

13．在一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入1mol A，發(fā)生A（g）?B（g）+C（g）反應(yīng)．反應(yīng)過程中c（C） 隨時間變化的曲線如圖所示，下列說法不正確的是（　�。�
A．反應(yīng)在0～50s的平均速率v（C）=1.6×10-3mol/（L•s）
B．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.025
C．保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c（B）=0.11mol/L，則該反應(yīng)的△H＜0
D．反應(yīng)達平衡后，再向容器中充入 1 mol A，該溫度下再達到平衡時0.1mol/L＜c（C）＜0.2mol/L

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

20．碳元素是形成物種最多的元素之一，其中許多物質(zhì)對人類來說有著極其重要的作用．
（1）石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，同時也是世界上導(dǎo)電性最好的材料（結(jié)構(gòu)見圖1）．
試預(yù)測它與下列物質(zhì)可能反應(yīng)的是ABC．
A．氧氣     B．單質(zhì)氟     C．濃硝酸    D．氫氧化鈉溶液
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=a kJ•mol-1；
②CH3OH（g）=CO（g）+2H2（g）△H=bkJ•mol-1；
CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=（a-b）kJ/mol．
（3）檸檬酸（H3Cit）是重要的三元有機酸，它的三種銨鹽均易溶于水，它們可通過H3Cit與氨水反應(yīng)獲得，含碳各物種的分布分數(shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù)）與pH 的關(guān)系見圖2．
①為制取NH4H2Cit，pH應(yīng)控制在大約4 或3.8～4.2；
②檸檬酸和一定量氨水反應(yīng)所得溶液的pH約為6.7時，該反應(yīng)的離子方程式為2H3Cit+5NH3•H2O=HCit2-+Cit3-+5NH4++5H2O或“2H3Cit+5NH3=HCit2-+Cit3-+5NH4+”．
（4）另一含碳化合物，其分子式為C3H6S2O，它是一種重要醫(yī)藥中間體，它的核磁共振氫譜見圖3．則它的結(jié)構(gòu)簡式為．
（5）某科研組設(shè)計見圖4裝置，利用電解乙醇和氫氧化鈉制取乙醇鈉（陽離子交換膜只允許Na+通過）．電解時陽極產(chǎn)成的氣體是O2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2CH3CH2OH+2e-=2CH3CH2O-+H2↑．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．依據(jù)實驗事實，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）液體燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ．則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1
（2）若適量的N2和O2完全反應(yīng)，每生成23g NO2需要吸收16.95kJ熱量N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=67.8kJ•mol-1．
（3）已知熱化學(xué)方程式：
①C2H2（g）+$\frac{5}{2}$O2（g）═2CO2（g）+H2O（l）△H1=-1301.0kJ•mol-1
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2=-393.5kJ•mol-1
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（1）△H3=-285.8kJ•mol-1
則反應(yīng)④2C（s）+H2（g）═C2H2（g）的△H為+228.2 KJ/mol
（4）已知：
CH4 （g）+2O2（g）=CO2 （g）+2H2 O （l）△H=-Q1  KJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2 O （g）△H=-Q2  KJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2 O （l）△H=-Q3   KJ•mol-1
取體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標況），經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫，放出的熱為：0.4Q1+0.05Q3kJ．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

17．乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料．
（1）已知常溫常壓下：
①CH3CH2OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）△H1=-1366.8kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H3=-44kJ•mol-1
則CH3CH2OH（l）和O2生成CO和H2O（l）的熱化學(xué)方程式為CH3CH2OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+3H2O（l）△H=-932.8 kJ•mol-1．
（2）在容積為2L的密閉容器中，由CO和H2合成由乙醇的反應(yīng)為2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g），在其他條件不變的情況下，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示（注：T1、T2均大于280℃）：
①根據(jù)如圖可推知T2＞T1（填“＞”、“＜”或“=”）．
②該反應(yīng)△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度，上述反應(yīng)向逆（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向移動．
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低溫度平衡常數(shù)將變大（填“變大”、“變小”或“不變”，下同），反應(yīng)速率將變小．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

14．已知下列熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.8kJ/mol①
3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47.2kJ/mol②
Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）：

請回答下列問題：
（1）寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-297 KJ•mol-1．
（2）△H2=-78.64kJ•mol-1．
（3）恒溫恒容時，1mol SO2和2mol O2充分反應(yīng)，放出熱量的數(shù)值比|△H2|大（填“大”、“小”或“相等”）．
（4）將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質(zhì)的量為2mol，若溶液中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，則該過程的離子方程式為2SO2+O2+4OH-═2SO42-+2H2O．
（5）向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：（甲）2mol SO2 和1mol O2；（乙） 1mol SO2 和0.5mol O2；（丙） 2mol SO3；恒溫、恒容下反應(yīng)達平衡時，下列關(guān)系一定正確的是B
A．容器內(nèi)壓強p：p甲=p丙＞2p乙        B．SO3的質(zhì)量m：m甲=m丙＞2m乙
C．c（SO2）與c（O2）之比k：k甲=k丙＞k乙   D．反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲=Q丙＞2Q乙
（6）某SO2（g）和O2（g）體系，時間t1達到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO2（g）和O2（g）的量，則圖中t4時引起平衡移動的條件可能是升高溫度；圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是t3～t4．
（7）各階段平衡時對應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示：
t1～t2t3～t4t5～t6t6～t7
K1K2K3K4
K1、K2、K3、K4之間的關(guān)系為K4=K3＜K2=K1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：計算題

15．2.3g鈉跟水反應(yīng)后，得到100mL溶液，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
試計算：
（1）生成的氣體在標況下的體積是多少？
（2）反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？

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