13.150℃時,向如圖所示的容器(密封的隔板可自由滑動,整個過程中保持隔板上部壓強不變)中加入4LN2和H2的混合氣體,在催化劑作用下充分反應(yīng)(催化劑體積忽略不計),反應(yīng)后恢復(fù)到原溫度.平衡后容器體積變?yōu)?.4L,容器內(nèi)氣體對相同條件的氫氣的相對密度為5.
(1)反應(yīng)前混合氣體中V(N2):V(H2)=1:3,反應(yīng)達平衡后V(NH3)=0.6L,該反應(yīng)中N2轉(zhuǎn)化率為30%;
(2)向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3,一段時間后反應(yīng)再次達到平衡,恢復(fù)到150℃時測得此過程中從外界吸收了6.44kJ的熱量;
①充入NH3時,混合氣體的密度將增大,在達到平衡的過程中,混合氣體的密度將減小
(填“增大”、“減小”或“不變”);反應(yīng)重新達平衡的混合氣體對氫氣的相對密度將=5(填“>”、“<”或“=”).
②下列哪些實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)能說明反應(yīng)重新到達了平衡ABD;
A.容器不再與外界發(fā)生熱交換
B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
C.當(dāng)V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2時
D.當(dāng)容器的體積不再發(fā)生變化時
③寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol.

分析 (1)設(shè)起始時氮氣體積為x L,平衡后氣體體積減小了4L-3.4L=0.6L,則:
          N2 (g)+3H2 (g)?2NH3(g) 體積減小△V=2
起始(L):x       4-x              0
變化(L):0.3     0.9             0.6                    0.6
平衡(L):x-0.3   3.1-x        0.6
平衡時容器內(nèi)氣體對相同條件的氫氣的相對密度為5,則相對分子質(zhì)量=5×2=10,故$\frac{x-0.3}{3.4}$×28+$\frac{3.1-x}{3.4}$×2=10,解得:x=1,據(jù)此解答;
(2)①充入氨氣,平衡不移動時,平均相對分子質(zhì)量增大,同溫同壓下,密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比;由(1)分析可知N2、H2的起始物質(zhì)的量之比為1:3,再向平衡后的容器中充入O.2mol的NH3,平衡逆向移動,恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡,平衡時各組分含量不變;
②可逆反應(yīng)到達平衡時,同種物質(zhì)的正逆速率相等,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化,該物理量由變化到不再變化說明到達平衡;
③從(1)計算可知,氮氣的轉(zhuǎn)化率為30%,則氨氣分解率為70%,故0.2mol×70%氨氣分解吸收6.44kJ熱量,則2mol氨氣分解吸收熱量為:6.44kJ×$\frac{2mol}{0.14mol}$=92kJ,則生成2mol氨氣放出92kJ熱量,注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式.

解答 解:(1)設(shè)起始時氮氣體積為x L,平衡后氣體體積減小了4L-3.4L=0.6L,則:
         N2 (g)+3H2 (g)?2NH3(g) 體積減小△V=2
起始(L):x     4-x         0
變化(L):0.3    0.9        0.6            0.6
平衡(L):x-0.3  3.1-x      0.6
平衡時容器內(nèi)氣體對相同條件的氫氣的相對密度為5,則相對分子質(zhì)量為5×2=10,則$\frac{x-0.3}{3.4}$×28+$\frac{3.1-x}{3.4}$×2=10,解得:x=1,
反應(yīng)前V(N2):V(H2)=1L:(4-1)L=1:3,反應(yīng)達到平衡時V(NH3)=0.6L,則N2的轉(zhuǎn)化率為:$\frac{0.3L}{1L}$×100%=30%,
故答案為:1:3;0.6;30%;
(2)①再加入0.2m0l氨氣,由于氨氣平均相對分子質(zhì)量為17,大于10,故混合氣體平均新東方在增大,則混合氣體密度增大,反應(yīng)過程中,平衡逆向移動,向體積增大方向移動,故混合氣體密度減小,由(1)分析可知N2、H2的起始物質(zhì)的量之比為1:3,恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡,平衡時各組分含量不變,平衡時平均摩爾質(zhì)與原平衡相等,故相對氫氣密度為5,
故答案為:增大;減;=;
②A.容器不再與外界發(fā)生熱交換,說明反應(yīng)過程中熱量不變,反應(yīng)到達平衡,故A正確;
B.混合氣體總質(zhì)量不變、總物質(zhì)的量變化,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量發(fā)生變化,但平均相對分子質(zhì)量保持不變,說明反應(yīng)到達平衡,故B正確;
C.平衡時各組分的體積之比與起始量及轉(zhuǎn)化率有關(guān),平衡時不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,故C錯誤;
D.恒溫恒壓下,隨反應(yīng)進行氣體總體積減小,當(dāng)容器的體積不再發(fā)生變化時,說明反應(yīng)到達平衡,故D正確,
故答案為:ABD;
③從(1)計算可知,氮氣的轉(zhuǎn)化率為30%,則氨氣分解率為70%,故0.2mol×70%氨氣分解吸收6.44kJ熱量,則2mol氨氣分解吸收熱量為:6.44kJ×$\frac{2mol}{0.14mol}$=92kJ,則生成2mol氨氣放出92kJ熱量,合成氨氣的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol,
故答案為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol.

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、平衡狀態(tài)判斷、熱化學(xué)方程式書寫等知識,題目難度中等,(2)為易錯點,解答關(guān)鍵是對等效平衡規(guī)律的理解,側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力,注意掌握化學(xué)平衡及其影響.

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

3.在加熱時,濃硫酸與銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.對于該反應(yīng),下列說法不正確的是( 。
A.是氧化還原反應(yīng)B.銅是還原劑
C.部分H2SO4被還原D.Cu發(fā)生了還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.北京奧運會祥云火炬將中國傳統(tǒng)文化、奧運精神及現(xiàn)代科技融為一體,火炬內(nèi)熊熊大火來源于丙烷的燃燒,丙烷是一種優(yōu)良的燃料.試回答下列問題:

①如圖1是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O(l)過程中的能量變化圖,(圖中的括號內(nèi)填入“+”或“-”).
寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H1=-2215.0 kJ/mol.
(2)甲醇是一種清潔燃料,甲醇的燃燒熱為726.51kJ/mol,若1mol甲醇和丙烷的混合物完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出熱量2498.4KJ,則混合物中甲醇和丙烷的物質(zhì)的量之比為1:4.
(3)已知稀溶液中,1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)時,放出114.6 kJ熱量,寫出表示H2SO4與NaOH反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式NaOH(aq)+$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol.
(4)已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P-P:akJ•mol-1、P-O:bkJ•mol-1、P=O:ckJ•mol-1、O=O:dkJ•mol-1.根據(jù)如圖2所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算反應(yīng):P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)的△H=kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.(1)已知在一定溫度下,各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:
0.5C(s)+0.5CO2(g)?CO(g),K1
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),K3
則K1、K2、K3之間的關(guān)系為K2=$\frac{{K}_{3}}{{{K}^{2}}_{1}}$
(2)在一體積為1L密閉的容器中,通入一定量的 CO和H2O(g),在850℃時發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0,CO和H2O濃度變化如圖所示,則0~4 min的平均反應(yīng)速率ν(CO)=0.03 mol/(L•min),CO的轉(zhuǎn)化率為60%;此時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1 
(3)保持溫度850℃時,若起始時加入的CO、H2O、CO2和H2物質(zhì)的量分別為0.1 mol、0.7 mol、0.3 mol和0.9 mol,則v (正)<v(逆)(填“=”“>”或“<”),達到平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)為20%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

8.T℃時,有甲、乙兩個密閉容器,甲容器的體積為1L,乙容器的體積為2L,分別向甲、乙兩容器中加入6mol A和3mol B,發(fā)生反應(yīng)如下:3A(g)+bB(g)?3C(g)+2D(g)△H<0; 4min時甲容器內(nèi)的反應(yīng)恰好達到平衡,A的濃度為2.4mol/L,B的濃度為1.8mol/L; t min時乙容器內(nèi)的反應(yīng)達平衡,B的濃度為0.8mol/L.根據(jù)題給信息回答下列問題:
(1)甲容器中反應(yīng)的平均速率v(B)=0.3 mol•L-1•min-1
(2)乙容器中反應(yīng)達到平衡時所需時間t大于4min(填“大于”、“小于”或“等于”) 
(3)T℃時,在另一個體積與乙相同的丙容器中,為了達到平衡時B的濃度仍然為0.8mol/L,起始時,向丙容器中加入C、D的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol,還需加入A、B.其中需加入A的物質(zhì)的量是3mol.
(4)若要使甲、乙容器中B的平衡濃度相等,可以采取的措施是AC.
A.保持溫度不變,增大甲容器的體積至2L
B.保持容器體積不變,使甲容器升高溫度
C.保持容器壓強和溫度都不變,向甲中加入一定量的A氣體
D.保持容器壓強和溫度都不變,向甲中加入一定量的B氣體
(5)該溫度下,向體積為1L的密閉容器中通入A、B、C、D氣體物質(zhì)的量分別為3mol、1mol、3mol、2mol,此時反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進行”或“向逆反應(yīng)方向進行”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.80℃時,將0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):N2O4(g)?2NO2(g)△H>0,隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到如下數(shù)據(jù):
       時間(s)
n(mol)
020406080100
n(N2O40.40a0.20cde
n(NO20.000.24b0.520.600.60
(1)計算20~40s 內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為0.002 mol•L-1•s-1
(2)計算在80℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.8.
(3)反應(yīng)進行至100s 后將反應(yīng)混合物的溫度降低,混合氣體的顏色變淺(填“變淺”、“變深”或“不變”).
(4)要增大該反應(yīng)的K值,可采取的措施有D(填序號).
A.增大N2O4 起始濃度
B.向混合氣體中通入NO2
C.使用高效催化劑
D.升高溫度.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.如表周期表中的一部分,根據(jù)A~Ⅰ在周期表中的位置,用元素符號或化學(xué)式回答下列問題.
 族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅤⅡA 0
 1 A       
 2    D  E G I
 3 B  C  F  H 
(1)化學(xué)性質(zhì)員不活潑的元素是Ne,只有負(fù)價而無正價的元素是F,最容易與氫氣反應(yīng)的單質(zhì)是F2,金屬性最強的單質(zhì)是Na.
(2)地殼中含量最多的元素是O,化合物種類最多的元素是C,與水反應(yīng)最激烈的金屬是Na,單質(zhì)可以用于制漂白粉的元素是Cl2
(3)在B、C、D、E、F、G、H中,原子半徑最大的元素是Na
(4)A和E形成化合物的電子式是

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.利用下列反應(yīng)不能制得括號中純凈物質(zhì)的是(  )
A.乙烯與Cl2加成(1,2-二氯乙烷)
B.乙烯與水加成(乙醇)
C.氫氣與苯催化劑加熱的條件下發(fā)生的反應(yīng)(環(huán)己烷)
D.氯氣與甲烷按照比例2:1在光照條件下反應(yīng)(二氯甲烷)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列冶煉金屬的原理中,屬于熱還原法的是( 。
A.2Ag2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Ag+O2B.Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
C.Fe+CuSO4═FeSO4+CuD.2NaC12$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+C12

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