20.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義,請完成下列探究.
(1)生產(chǎn)氫氣:將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣.C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ•mol-1,△S=+133.7J•mol-1•K-1,該反應(yīng)在低溫下不能(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行.
(2)已知在400℃時(shí),N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的K=0.5.
①在400℃時(shí),2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的K′=2(填數(shù)值).
②400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)v(N2=(填“>”、“<”、“=”或“不能確定”)v(N2
③若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,則合成氨反應(yīng)的平衡向左(填“向左”、“向左”或“不”)移動;使用催化劑不改變(填“增大”、“減小”或“不改變”)反應(yīng)的△H.

分析 (1)根據(jù)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù):△H-T△S<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,代入數(shù)據(jù)來計(jì)算;
(2)①互為逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)互為倒數(shù);
②根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)之間的關(guān)系來判斷反應(yīng)的狀態(tài);
③恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,體積增大,平衡向逆方向移動;催化劑對反應(yīng)熱不影響.

解答 解:(1)△H-T△S=131.3KJ/mol-T×133.7×0.001KJ/(K•mol),在低溫下,該值一定是大于0的,所以不能在低溫下自發(fā)進(jìn)行,故答案為:不能;
(2)①反應(yīng)2NH3(g)?N2 (g)+3H2(g)和反應(yīng)N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g)是互為可逆反應(yīng),平衡常數(shù)互為倒數(shù),故此反應(yīng)的平衡常數(shù)是2,
故答案為:2;
②一段時(shí)間后,當(dāng)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為4mol/L、2mol/L、4mol/L時(shí),Qc=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5=K1,所以該狀態(tài)是平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等,
故答案為:=;
恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,體積增大,平衡向逆方向移動;加入催化劑,只改變反應(yīng)的活化能,但反應(yīng)熱不變;
故答案為:向左;不改變.

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)平衡的有關(guān)知識,可以根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行回答,難度不大.

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:解答題

11.常溫常壓下,10mL某氣態(tài)烴與50mL O2混合點(diǎn)燃并完全燃燒后恢復(fù)到原來狀況,剩余氣體為35mL,求此烴可能的分子式.

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12.下列各組物質(zhì)中,前者為混合物,后者為單質(zhì)的是( 。
A.石油、液氧B.碘酒、干冰
C.Na2CO3•10H2O、石墨D.鹽酸、水

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8.三氟化氮(NF3)氣體在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生如下反應(yīng):3NF+5H2O═2NO+HNO3+9HF.下列有關(guān)該反應(yīng)的說法錯誤的是( 。
A.NF3既是氧化劑,又是還原劑
B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1:2
C.若生成2molHNO3,則轉(zhuǎn)移2mol電子
D.NF3中氮元素的化合價(jià)為+3

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15.向Al2(SO4)溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液時(shí),生成沉淀的物質(zhì)的量y與加入Ba(OH)2的物質(zhì)的量x的關(guān)系如圖所示,資料表明Ba( AlO22可溶于水.下列有關(guān)敘述錯誤的是( 。
A.線段ob:Al(OH)3沉淀和BaSO4沉淀共存
B.線段cd:溶液中n(AlO2)>(Ba2+
C.線段ad:n(BaSO4)≥n[Al(OH)3]
D.線段de:溶液中n(Ba2+)始終不等于n(OH-

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5.煤化工中兩個(gè)重要反應(yīng)為①C(s)+H2O(g)═H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ•mol-1,②CO(g)+H2O(g)$?_{△}^{催化劑}$CO2(g)+H2(g).
(1)下列說法正確的是A.
A.當(dāng)反應(yīng)①的容器中混合氣體的密度不再變化時(shí)反應(yīng)達(dá)到最大限度
B.反應(yīng)②的熵變△S>0
C.反應(yīng)①中增加C固體的量能增大反應(yīng)速率
D.在反應(yīng)中②及時(shí)分離出產(chǎn)生的H2對正反應(yīng)速率無影響
(2)若工業(yè)上要增加反應(yīng)①的速率,最經(jīng)濟(jì)的措施為粉碎煤炭、增加H2O的濃度、使用合適的催化劑.
(3)現(xiàn)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入2L恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),得到如表三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所
需時(shí)間/min
COH2OH2CO2
I650421.61.65
900210.50.53
900abcdt
①實(shí)驗(yàn)I中,從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),H2O的平均反應(yīng)速率為0.04mol/(L•min).
②CO(g)和H2O(g)反應(yīng)的△H小于0 ( 填“大于”、“小于”或“等于”)
③實(shí)驗(yàn)III中,若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則a、b必須滿足的關(guān)系是a<b,與實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比,化學(xué)平衡常數(shù)不變(填“增大”、“減小”或“不變”).
④若在900℃時(shí),實(shí)驗(yàn)II反應(yīng)達(dá)到平衡后,向此容器中再加入1mol CO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,平衡向正反應(yīng)方向移動(填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”“不移動”).
(4)CO、H2可用于甲醇和甲醚,其反應(yīng)為(m、n均大于0):
反應(yīng)①:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-mkJ•mol-1
反應(yīng)②:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-nkJ•mol-1
反應(yīng)③:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
則m與n的關(guān)系為n>2m.

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12.銅鋅原電池(如圖)工作時(shí),下列敘述正確的是( 。
A.一段時(shí)間后,銅棒上有紅色物質(zhì)析出
B.正極反應(yīng)為:Zn-2e-═Zn2+
C.在外電路中,電流從負(fù)極流向正極
D.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液

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8.硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽能電池光電轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)材料.鋅還原四氯化硅是一種有著良好應(yīng)用前景的制備硅的方法,該制備過程示意如圖:

(1)焦炭在過程Ⅰ中作還原劑.
(2)過程Ⅱ中的Cl2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl2的化學(xué)方程式是2NaCl+2H2O通電$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑.
(3)整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水.
①SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl.
②干燥Cl2時(shí),從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入到濃H2SO4中.冷卻的作用是使水蒸氣冷凝,減少進(jìn)入濃硫酸的水量,保持持續(xù)的吸水性,并降低放出的熱量.
(4)Zn還原SiCl4的反應(yīng)如下:
反應(yīng)1:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)?Si(s)+2ZnCl2(l)△H1<0
反應(yīng)2:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)?Si(s)+2ZnCl2(g)△H2<0
反應(yīng)3:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)?Si(s)+2ZnCl2(g)△H3<0
①對于上述三個(gè)反應(yīng),下列說法合理的是b c d.
a.升高溫度會提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率      b.還原過程需在無氧的氣氛中進(jìn)行
c.增大壓強(qiáng)能提高反應(yīng)的速率         d.Na、Mg可以代替Zn還原SiCl4
②實(shí)際制備過程選擇“反應(yīng)3”,選擇的理由是溫度高,反應(yīng)速率快;與前兩個(gè)反應(yīng)比較,更易于使硅分離,使化學(xué)平衡向右移動,提高轉(zhuǎn)化率.
③已知Zn(l)═Zn(g)△H=+116KJ/mol.若SiCl4的轉(zhuǎn)化率均為90%,每投入1mol SiCl4,“反應(yīng)3”比“反應(yīng)2”多放出208.8kJ的熱量.
(5)用硅制作太陽能電池時(shí),為減弱光在硅表面的反射,采用化學(xué)腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層.腐蝕劑常用稀HNO3和HF的混合液.硅表面首先形成SiO2,最后轉(zhuǎn)化為H2SiF6.用化學(xué)方程式表示SiO2轉(zhuǎn)化為H2SiF6的過程SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O.

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8.室溫下向10mL0.1mol•L-1NaOH溶液中加入0.1mol•L-1的一元酸HA,溶液pH的變化曲線如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.HA為強(qiáng)酸
B.a、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度相同
C.b點(diǎn)所示溶液中c(A-)>c(HA)
D.pH=7時(shí),c(Na+)=c(A-)+c(HA)

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