10.合成氨工業(yè)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),也是國民經(jīng)濟(jì)的命脈產(chǎn)業(yè).其原理如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.

(1)在恒溫恒容裝置中進(jìn)行合成氨反應(yīng),各組分濃度-時間圖象如圖1所示.
①表示H2濃度變化的曲線是A( 填序號).
②前25min 內(nèi),用NH3濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是0.08 mol•L-•min-1
(2)某學(xué)習(xí)小組研究:在其他條件不變的情況下,研究改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對該合成氨反應(yīng)的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示:(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
①比較T1>T2 (填“>”,“<”,“=”).
②比較在a、b、c三點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高的是c;H2的百分含量最高的是c(填字母).
③在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為$\frac{n}{3}$mol時(用含n的代數(shù)式表示),反應(yīng)后氨的百分含量最大;若容器容積為1L,n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則在T2條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.08.(保留3位有效數(shù)字)

分析 (1)①根據(jù)圖象可知,反應(yīng)進(jìn)行到25min時曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L,C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L,因此根據(jù)方程式可知表示N2濃度變化的曲線是C,H2濃度變化的曲線為A,B為氨氣的濃度變化曲線;
②前25 min內(nèi),氨氣濃度增加了2.0mol/L,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率;
(2)①由圖可知,n(H2)相同時,T2對應(yīng)氨氣含高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度有利于生成氨氣;
②a、b、c三點(diǎn),n(H2)越大,平衡正向移動的程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越大;
③當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比為等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時,達(dá)平衡狀態(tài)時生成物的百分含量最大,起始體系中加入1molN2、n=3molH2,反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則轉(zhuǎn)化的氫氣為1.8mol,則
                    N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
開始(mol):1          3                    0
變化(mol):0.6     1.8                 1.2
平衡(mol):0.4     1.2                 1.2
以此計(jì)算平衡常數(shù)K,并結(jié)合平衡移動分析H2的轉(zhuǎn)化率;

解答 解:(1)①根據(jù)圖象可知,反應(yīng)進(jìn)行到25min時曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L,C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L,因此根據(jù)方程式可知表示N2濃度變化的曲線是C,A濃度變化的曲線為H2,B為氨氣的濃度變化曲線,
故答案為:A;
②前25 min內(nèi),氨氣濃度增加了2mol/L,則用NH3濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是$\frac{2mol/L}{25min}$=0.08 mol•L-•min-1
故答案為:0.08 mol•L-•min-1;
(2)①由圖可知,n(H2)相同時,T2對應(yīng)氨氣含高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度有利于生成氨氣,則T2<T1 ,故答案為:<;
②a、b、c三點(diǎn),n(H2)越大,平衡正向移動的程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越大,c點(diǎn)時氫氣的物質(zhì)的量最大,c點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高,此時氫氣起始量最大達(dá)到平衡狀態(tài)下H2的百分含量最高,故答案為:c;c;
③當(dāng)?shù)獨(dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為1:3時達(dá)平衡狀態(tài)時氨的百分含量最大,平衡點(diǎn)時產(chǎn)物的產(chǎn)率最大,據(jù)圖示,當(dāng)平衡時氫氣的物質(zhì)的量為n,故加入N2的物質(zhì)的量為$\frac{\\;n}{3}$,起始體系中加入1molN2、n=3molH2,反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則轉(zhuǎn)化的氫氣為1.8mol,則
                      N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
開始(mol):1             3                    0
變化(mol):0.6        1.8                  1.2
平衡(mol):0.4        1.2                  1.2
容器容積為1L,平衡濃度分別為0.4mol/L、1.2mol/L、1.2mol/L,
則平衡常數(shù)K=$\frac{(1.2)^{2}}{0.4×(1.2)^{3}}$=2.08(mol/L)-2
故答案為:$\frac{n}{3}$;2.08;

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡計(jì)算、外界條件對化學(xué)平衡移動影響,為高頻考點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力,注意:當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于計(jì)量數(shù)之比時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同、產(chǎn)物的含量最大,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

20.下列儀器可以直接加熱的是( 。
A.燒杯B.燒瓶C.錐形瓶D.試管

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1.下列說法正確的是( 。
A.124g P4含有的P-P鍵數(shù)為4NA(設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值)
B.Be和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是:2Be+2OH -+2H2O=2BeO2-+3H2
C.在NaCl溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀;再加入氨水,沉淀消失,沉淀消失發(fā)生的離子方程式是:
AgCl+2NH3•H2O=[Ag(NH32]++Cl-+2H2O
D.0.1mol/L的Fe3+溶液中,能大量共存的離子有Cl-、SO42-、SCN-

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18.下列有關(guān)說法錯誤的是( 。
A.為保護(hù)海輪的船殼,常在船殼上鑲?cè)脘\塊
B.純堿溶于熱水中,去污效果增強(qiáng),說明純堿的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.已知工業(yè)合成氨△H<O,達(dá)平衡后,升高溫度,正反應(yīng)速率減少、逆反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D.NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)較低溫下能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的△H<O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.在甲燒杯中放入鹽酸,乙燒杯中放入醋酸,兩種溶液的體積和pH都相等,向兩燒杯中同時加入質(zhì)量不等的鋅粒,反應(yīng)結(jié)束后得到等量的氫氣.下列說法正確的是( 。
A.甲燒杯中放入鋅的質(zhì)量比乙燒杯中放入鋅的質(zhì)量大
B.甲燒杯中的酸過量
C.甲燒杯比乙燒杯反應(yīng)快
D.反應(yīng)開始后乙燒杯中的c(H+)始終比甲燒杯中的c(H+)小

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15.下列污水處理的方法中,表示其原理的離子方程式不正確的是( 。
A.混凝法,用明礬做混凝劑:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
B.中和法,用過量CO2中和堿性廢水:CO2+2OH-═CO32-
C.沉淀法,用Na2S處理含Hg2+廢水:Hg2++S2-═HgS↓
D.氧化還原法,用FeSO4將酸性廢水中Cr2O72-還原為Cr3+:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

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2.下列化學(xué)用語正確的是( 。
A.硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖:B.FeSO3的名稱是亞硫酸鐵
C.電子轉(zhuǎn)移情況:D.氮?dú)夥肿拥碾娮邮剑?img src="http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201701/143/ae8a7f6f.png" style="vertical-align:middle" />

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.A、B、C、D、E為五種常見的元素,原子序數(shù)逐漸增大,A、E同主族,D、E同周期.已知:
①E的原子核中含有20個中子,1.11g ECl2與20mL 1mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反應(yīng)生成AgCl沉淀;
②B的單質(zhì)可與酸反應(yīng),1molB單質(zhì)與足量酸作用,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下能產(chǎn)生33.6L H2;
③C單質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為3.17g/L.
回答下列問題:
(1)B單質(zhì)與D的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)A、E最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱Ca(OH)2>Mg(OH)2;
(3)寫出E與水反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;
(4)寫出實(shí)驗(yàn)室制取C單質(zhì)的離子反應(yīng)方程式MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2+2H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.乙苯(  )的二氯代物共有( 。
A.15種B.12種C.9種D.6種

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同步練習(xí)冊答案