5.(1)對(duì)工業(yè)合成氨條件的探索一直是化學(xué)工業(yè)的重要課題,在恒溫恒容的甲容器、恒溫恒壓的乙容器中分別進(jìn)行合成氨反應(yīng),如圖1(圖中所示數(shù)據(jù)均為初始物理量).t分鐘后反應(yīng)均達(dá)到平衡,生成NH3均為0.4mol(忽略水對(duì)壓強(qiáng)的影響及氨氣的溶解).

①判斷甲容器中的反應(yīng)達(dá)平衡的依據(jù)是ACE.(填寫相應(yīng)編號(hào))
A.壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
B.氣體的密度不隨時(shí)間改變
C.c(N2)不隨時(shí)間改變
D.單位時(shí)間內(nèi)生成2molNH3的同時(shí)消耗1molN2
E.單位時(shí)間內(nèi)斷裂3mol H-H鍵,同時(shí)斷裂6mol N-H鍵
②該條件下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{400}{27}$;平衡時(shí),甲的壓強(qiáng)p=$\frac{3}{4}$P0(初始?jí)簭?qiáng)用p0表示).
③該條件下,若向乙中繼續(xù)加入0.2mol N2,達(dá)到平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)化率=12.5%.
(2)最近華南理工大提出利用電解法制H2O2并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水,裝置如圖2
①為了不影響H2O2的產(chǎn)量,需要向廢氨水加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,則所得廢氨水溶液中c(NH4+)<c(NO3-)(填“>”、“<”或“=”).
②Ir-Ru惰性電極有吸附O2作用,該電極上的反應(yīng)為O2+2H++2e-═H2O2
③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子,最多可以處理NH3•H2O的物質(zhì)的量為1mol.

分析 (1)①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征來確定化學(xué)平衡狀態(tài);
②平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān);根據(jù)“三段式”來進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)論;在恒溫恒容的容器中壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量比;
③根據(jù)溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變結(jié)合“三段式”計(jì)算得出達(dá)到平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)換率;
(2)①根據(jù)溶液呈電中性,溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于溶液中陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)進(jìn)行解答;
②在該電解池中,Ir-Ru惰性電極有吸附O2作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),在酸性條件下生成過氧化氫;
③根據(jù)4NH3+3O2?2N2+6H2O,每轉(zhuǎn)移12mol電子,處理4mol氨氣,據(jù)此分析解答.

解答 解:(1)解:①A.反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和不相等,當(dāng)壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),故A正確;
B.氣體的密度等于混合氣體質(zhì)量和體系體積的比值,體系質(zhì)量和體積均不變,所以密度不變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.c(N2)不隨時(shí)間改變,是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征,故C正確;
D.單位時(shí)間內(nèi)生成2molNH3的同時(shí)消耗1molN2,不能證明正逆反應(yīng)速率是相等的,故D錯(cuò)誤;
E.單位時(shí)間內(nèi)斷裂3molH-H鍵,同時(shí)斷裂6molN-H鍵,能證明正逆反應(yīng)速率是相等的,故E正確;
故答案為:ACE;
②根據(jù)題意:甲容器
                $\frac{0.{2}^{2}}{0.1×0.{3}^{3}}$N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),
初始物質(zhì)的量:0.4mol   1.2mol      0
變化物質(zhì)的量:0.2mol    0.6mol      0.4mol
平衡物質(zhì)的量:0.2mol    0.6mol     0.4mol
體積為2L,則C(N2)=0.1mol/L,C(H2)=0.3mol/L,C(NH3)=0.2mol/L,平衡常數(shù)為K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$=$\frac{0.{2}^{2}}{0.1×0.{3}^{3}}$=$\frac{400}{27}$,初始?xì)怏w總物質(zhì)的量=0.4mol+1.2mol=1.6mol,平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量:0.2mol+0.6mol+0.4mol=1.2mol,在恒溫恒容的容器中壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量比;甲的壓強(qiáng)P=$\frac{1.2}{1.6}$P0=$\frac{3}{4}$P0,
故答案為:$\frac{400}{27}$;$\frac{3}{4}$P0
③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),乙為恒溫恒壓,根據(jù)題意:乙容器2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),
                                           初始物質(zhì)的量:1.6mol 6mol       0       0
                                           變化物質(zhì)的量:0.2mol 0.6mol    0.4mol   0.3mol   
                                           平衡物質(zhì)的量:1.4mol 5.4mol   0.4mol    0.3mol
體積為2L,則C(N2)=0.7mol/L,C(H2O)=2.7mol/L,C(NH3)=0.2mol/L,C(O2)=0.15mol/L,平衡常數(shù)為K=$\frac{[{O}_{2}]^{3}•[N{H}_{3}]^{4}}{[{N}_{2}]^{2}•[{H}_{2}O]^{6}}$=$\frac{0.{3}^{3}×0.{4}^{4}}{1.{4}^{2}×5.{4}^{6}}$,若向乙中繼續(xù)加入0.2mol N2,再充入氮?dú)馐堑热莸刃н^程,轉(zhuǎn)化率就是原來的轉(zhuǎn)化率則X=$\frac{0.2}{1.6}$×100%=12.5%,
故答案為:12.5%;
(2)①向廢氨水加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,根據(jù)溶液呈電中性,溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-),pH約為5呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以
c(NH4+)<c(NO3-),
故答案為:<;
②利用電解法制H2O2,在該電解池中,Ir-Ru惰性電極有吸附O2作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),O2+2H++2e-═H2O2,
故答案為:O2+2H++2e-═H2O2
③4NH3+3O2?2N2+6H2O中,氨氣中的氮元素從-3價(jià)變?yōu)榈獨(dú)庵械?價(jià),4mol氨氣轉(zhuǎn)移12mol電子,所以轉(zhuǎn)移3mol電子,最多可以處理NH3•H2O的物質(zhì)的量為1mol,
故答案為:1mol.

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合,涉及化學(xué)平衡及化學(xué)平衡的計(jì)算、電極反應(yīng)式的書寫等,掌握平衡常數(shù)的應(yīng)用、根據(jù)溶液的電中性判斷離子濃度大小是解答該題的關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列表示的是N原子的軌道表示式:它違背了( 。
A.能量守恒原理B.能量最低原理C.泡利不相容原理D.洪特規(guī)則

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.設(shè)NA表示阿佛加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是( 。
A.1molD(氘)的質(zhì)量與NA個(gè)T(氚)的質(zhì)量相等
B.NA個(gè)氧分子和NA個(gè)氫分子的質(zhì)量比為16:1
C.28g氮?dú)馑訑?shù)目為2NA
D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.5NA個(gè)氯氣分子所占的體積約是11.2L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.氯化硫酰(SO2Cl2)主要用作氯化劑.它是一種無色液體,熔點(diǎn)-54.1℃,沸點(diǎn)69.1℃,氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯氣在活性炭催化劑存在下反應(yīng)制。篠O2(g)+Cl2(g)$\stackrel{活性炭}{?}$SO2Cl2;△H=-97.3kJ/mol
(1)為了提高上述反應(yīng)中Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施合理的是AC(用編號(hào)填空).
A.減小容器體積B.使用催化劑C.增加SO2濃度D.升高溫度
(2)已知20℃時(shí),AgCl的溶解度為0.00015g,Ag2SO4的溶解度為0.796g.則SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液時(shí),最先產(chǎn)生的沉淀是AgCl.
(3)已知:氯化硫酰遇水生成中學(xué)化學(xué)常見的兩種強(qiáng)酸,請(qǐng)寫出其化學(xué)方程式SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl.
(4)將33.75gSO2Cl2溶于足量的BaCl2溶液中,當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí)過濾,將所得慮液稀釋為1L,計(jì)算其pH(寫出計(jì)算過程).0.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)脑噭┖头蛛x方法除去下列物質(zhì)中所含的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)),將所選的試劑及裝置的編號(hào)填入表中.
試劑:a.水    b.NaOH溶液   c.溴水   d.飽和Na2CO3溶液e.新制CaO     f.飽和NaCl溶液
分離方法:A.分液    B.過濾   C.洗氣    D.蒸餾   F.鹽析
混合物需加入的試劑分離方法
苯(苯酚)
乙烷(乙烯)cC
乙醇(水)e
乙酸乙酯(乙酸)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列說法正確的是( 。
A.用電子式表示氯化氫分子的形成過程:
B.一定條件下從正反應(yīng)開始的某可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),正反應(yīng)速率降到最小
C.酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出的熱量叫中和熱
D.催化劑不但能改變反應(yīng)速率,也能改變反應(yīng)進(jìn)行的限度

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.在2L密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)體系中,n(SO2)隨時(shí)間的變化如下表:
時(shí)間(s)012345
n(SO2)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)上述反應(yīng)是(填“是”或“不是”)可逆反應(yīng),在第 5s時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率為65%;
(2)如圖所示,表示SO3變化曲線的是b,用O2表示從0s~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率:v=0.0015mol/(L•s);
(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc.
a.v(SO3)=2v(O2)  
b.混合氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
c.v(SO2)=2v(O2)  
d.容器內(nèi)密度保持不變
(4)若上述條件下該反應(yīng)的△H=-190kJ•mo1-1,若要得到380kJ熱量,則加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是BD.
A.4mo1SO2和2mol O2        
B.6mol SO2和6mo1O2
C.4mol SO2和4mo1O2          
D.6mo1SO2和4mo1O2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.X、Y、Z、M是元素周期表中前20號(hào)元素,其原子序數(shù)依次增大,且X、Y、Z相鄰.X的核電荷數(shù)是Y的核外電子數(shù)的一半,Y與M可形成化合物 M2Y.下列說法正確的是( 。
A.還原性:X的氫化物>Y的氫化物>Z的氫化物
B.簡單離子的半徑:M的離子>Z的離子>Y的離子>X的離子
C.YX2與M2Y的水溶液在酸性條件下不能反應(yīng)
D.Z元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為HZO4

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列說法不正確的是(  )
A.醋酸可用作調(diào)味劑及防腐劑B.CO2和CH4都是溫室氣體
C.阿司匹林可用作抗酸藥D.植物油可用于制備人造黃油

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案