分析 (1)游離態(tài)的氮元素反應生成化合態(tài)氮元素為氮的固定,如工業(yè)合成氨;
(2)熱化學方程式中,反應焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,據此計算;
(3)①2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),反應是氣體體積減小的反應壓強越大平衡正向進行,圖中曲線上各點為等壓不等溫,通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓,從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa,曲線以上的點壓強大于100kPa;
②利用三段法列式計算,恒壓100kPa、25℃時NO2的轉化率為80%,設起始量二氧化氮物質的量為x,
2NO2(g)?N2O4(g)
起始量(mol) x 0
變化量(mol) 0.8x 0.4x
平衡量(mol) 0.2x 0.4x
平衡體系中N2O4的物質的量分數(shù)=$\frac{0.4x}{0.6x}$×100%=66.7%,混合氣體中某一氣體的分壓與其物質的量分數(shù)一致,可計算出N2O4的分壓,
Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù)列式計算;
③由圖1可知100kPa、25℃時一氧化氮的轉化率為100%,而此條件下NO2(g)的轉化率為80%,由此判斷平衡時剩余氣體的體積;
(4)壓縮活塞平衡正移,反應放熱,針管微熱,活塞固定時2NO2(g)?N2O4(g)已達平衡狀態(tài),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應方向移動,NO2濃度降低,顏色變淺.
解答 解:(1)游離態(tài)的氮元素反應生成化合態(tài)氮元素為氮的固定,如工業(yè)合成氨,反應的化學方程式為:N2+3H2$?_{高溫高壓}^{催化劑}$ 2NH3,
故答案為:N2+3H2$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH3;
(2)N2(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO(g),已知N2、O2、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ•mol-1、498kJ•mol-1、632kJ•mol-1,反應焓變△H=(946kJ•mol-1+498kJ•mol-1)-2×632kJ•mol-1=+180KJ/mol,
故答案為:+180;N2分子中化學鍵很穩(wěn)定,反應需要很高的活化能;
(3)①圖中曲線上各點為等壓不等溫,通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓,從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa,曲線以上的點壓強大于100kPa,所以B點壓強最大,
故答案為:B;
②利用三段法列式計算,恒壓100kPa、25℃時NO2的轉化率為80%,設起始量二氧化氮物質的量為x,
2NO2(g)?N2O4(g)
起始量(mol) x 0
變化量(mol) 0.8x 0.4x
平衡量(mol) 0.2x 0.4x
平衡體系中N2O4的物質的量分數(shù)=$\frac{0.4x}{0.6x}$×100%=66.7%,混合氣體中某一氣體的分壓與其物質的量分數(shù)一致,所以N2O4的分壓為 66.7KPa,
Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù),
則Kp$\frac{p({N}_{2}{O}_{4})}{{p}^{2}(N{O}_{2})}=\frac{100KPa×66.7%}{[100kPa×(1-66.7%)]^{2}}$=0.06(kPa)-1;故答案為:66.7%;$\frac{p({N}_{2}{O}_{4})}{{p}^{2}(N{O}_{2})}=\frac{100KPa×66.7%}{[100kPa×(1-66.7%)]^{2}}$=0.06(kPa)-1;
③由圖1可知100kPa、25℃時一氧化氮的轉化率為100%,可得VmLNO2(g),而此條件下NO2(g)的轉化率為80%,則判斷平衡時剩余氣體的體積為V(1-80%)mL+0.4VmL=0.6VmL,故答案為:0.6V;
(4)壓縮活塞平衡正移,反應放熱,針管微熱,活塞固定時2NO2(g)?N2O4(g)已達平衡狀態(tài),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應方向移動,NO2濃度降低,顏色變淺.
故答案為:變淺;活塞固定時2NO2(g)?N2O4(g)已達平衡狀態(tài),因反應是放熱反應,放置時氣體溫度下降,平衡向正反應方向移動,NO2濃度降低.
點評 本題考查了化學鍵鍵能計算反應焓變、圖象分析化學平衡影響因素、平衡常數(shù)計算,掌握化學平衡移動原理是解題關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 化合物與電解質屬于包含關系 | |
B. | 氧化還原反應與化合反應屬于包含關系 | |
C. | 溶液與分散系屬于并列關系 | |
D. | 化合物與堿性氧化物屬于交叉關系 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
物 質 | 需加入的試劑 | 有關離子方程式 |
Cu(Fe) | ||
ZnSO4(CuSO4) | ||
NaOH[Ca(OH)2] |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應物的投入量 | 3molA、2molB | 6molA、4molB | 2molC |
達到平衡的時間/min | 5 | 8 | |
A的濃度/mol•L-1 | C1 | C2 | |
C的體積分數(shù)/% | ω1 | ω3 | |
混合氣體的密度/g•L-1 | ρ1 | ρ2 |
A. | 若 x<4,2C1<C2 | |
B. | 容器甲達到平衡所需的時間比容器乙達到平衡所需的時間短 | |
C. | 無論x的值是多少,均有2ρ1=ρ2 | |
D. | 若 x=4,則ω1=ω3 |
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
溫度℃ | 700 | 800 | 880 | 1000 | 1200 |
平衡常數(shù) | 1.0 | 10.0 | 15.0 | 16.1 | 17.7 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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