【題目】合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的重要途徑,其研究來(lái)自正確的理論指導(dǎo),合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如表:
溫 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
(1)①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)為_____ (填放熱,吸熱,無(wú)法確定。┓磻(yīng)。
②下列措施能用勒夏特列原理解釋是_____(填序號(hào))。
a.增大壓強(qiáng)有利于合成氨 b.使用合適的催化劑有利于快速生成氨
c.生產(chǎn)中需要升高溫度至500°C左右 d.需要使用過(guò)量的N2,提高H2轉(zhuǎn)化率
(2)0.2mol氨氣溶于水后再與含有0.2mol硫酸的溶液反應(yīng)放熱QkJ,請(qǐng)你用熱化學(xué)方程式表示其反應(yīng)式_____。
(3)常溫時(shí),將amol氨氣溶于水后,再通入bmol氯化氫,溶液體積為1L,且c(NH4+)=c(Cl﹣),則一水合氨的電離平衡常數(shù)Kb=_____(用ab表示)。
(4)原料氣H2可通過(guò)反應(yīng) CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g) 獲取,已知該反應(yīng)中,當(dāng)初始混合氣中的恒定時(shí),溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣CH4含量的影響如圖所示:
①圖中,兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”)。
②其它條件一定,升高溫度,氫氣的產(chǎn)率會(huì)__(填“增大”,“減小”減小,“不變”不變)。
(5)原料氣H2還可通過(guò)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)獲取。
①T℃時(shí),向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO,反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CO的濃度為0.08molL﹣1,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_____。
②保持溫度仍為T℃,容積體積為5L,改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比,充入容器進(jìn)行反應(yīng),下列描述能夠說(shuō)明體系處于平衡狀態(tài)的是_____(填序號(hào))。
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
b.混合氣體的密度不隨時(shí)間改變
c.單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO2的同時(shí)消耗a mol H2
d.混合氣中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
【答案】 放熱 ad NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)=NH4HSO4(aq)+H2O(l)△H=﹣5Q kJmol﹣1 < 增大 2.25 cd
【解析】(1)本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、勒夏特列原理,①化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,根據(jù)表格數(shù)據(jù),隨著溫度的升高,化學(xué)平衡常數(shù)降低,說(shuō)明正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng);②勒夏特列原理是達(dá)到平衡,改變某一因素,平衡向消弱這一因素的方向移動(dòng),合成氨N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),a、組分都是氣體,反應(yīng)前氣體系數(shù)之和大于反應(yīng)后氣體系數(shù),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng),符合勒夏特列原理,故正確;b、催化劑對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響,不符合勒夏特列原理,故錯(cuò)誤;c、合成氨是放熱反應(yīng),升高溫度向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,溫度控制在500℃左右,使催化劑的催化效率達(dá)到最大,不符合勒夏特列原理,故錯(cuò)誤;d、過(guò)量氮?dú),平衡向正反?yīng)方向進(jìn)行,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,符合勒夏特列原理,故正確;(2)考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫,注意從熱化學(xué)反應(yīng)方程式書寫的要求入手,兩者的物質(zhì)的量相等,生成的是NH4HSO4,消耗1molNH3時(shí),產(chǎn)生熱量為Q/0.2kJ=5QkJ,注意是氨氣的水溶液,因此熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)= NH4HSO4(aq)+H2O(l)△H=-5Q kJ·mol﹣1;(3)本題考查電離平衡常數(shù)的表達(dá)式,根據(jù)c(NH4+)=c(Cl-),應(yīng)從電荷守恒入手,即c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),因?yàn)閏(NH4+)=c(Cl-),所以溶液顯中性,Kb=c(NH4+)×c(OH-)/c(NH3·H2O),c(NH4+)=c(Cl-)=b/1mol·L-1=bmol·L-1,根據(jù)氮元素守恒,因此c(NH3·H2O)=(a-b)/1mol·L-1=(a-b)mol·L-1,代入上述表達(dá)式Kb=(b ×10-7)/( a- b);(4)本題考查勒夏特列原理,①作等溫線,反應(yīng)前氣體系數(shù)之和小于反應(yīng)后氣體系數(shù)之和,增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲烷的含量增大,即P1<P2;②根據(jù)線的走向,隨著溫度升高,甲烷的體積分?jǐn)?shù)降低,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,即正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng),升高溫度,氫氣的產(chǎn)率增大;(5)本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,①CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2(g)
起始(mol·L-1) 0.2 0.2 0 0
變化 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡 0.08 0.08 0.12 0.12 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)定義,其表達(dá)式為K=c(H2)×c(CO2)/[c(CO)×c(H2O)]=0.122/0.082=2.25;a、因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體系數(shù)之和相等,壓強(qiáng)不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;b、組分都是氣體,因此氣體質(zhì)量不變,容器是恒定,根據(jù)密度的定義,密度保持不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;c、用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示達(dá)到平衡,要求反應(yīng)方向一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,消耗氫氣,說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,生成CO2,說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,且等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;d、根據(jù)濃度商進(jìn)行計(jì)算,此時(shí)的濃度商為6×6/(16×1)=2.25,等于化學(xué)平衡常數(shù),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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C. 硫化鈉水溶液呈堿性:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
D. 在酸性碘化鉀溶液中滴加雙氧水:2I-+2H++H2O2===I2+2H2O
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C. 小于(a-b) mL D. 不能確定
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列實(shí)驗(yàn)中,所選用的儀器合理的是
A. 用50 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸
B. 用坩堝加熱氯化鈉溶液得到到氯化鈉晶體
C. 用托盤天平稱量1.17g氯化鈉晶體
D. 用250 mL容量瓶配制250 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 13C和14C屬于同一種元素,它們互為同位素
B. 1H和2H是不同的核素,質(zhì)子數(shù)相等
C. 6Li和7Li的電子數(shù)相等,中子數(shù)也相等
D. 14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等,中子數(shù)不等
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