氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行合成氨的反應(yīng),測(cè)得壓強(qiáng)變化和NH3的含量關(guān)系如下表所示,請(qǐng)完成下列問(wèn)題:
壓強(qiáng)(MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
①結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你得出的結(jié)論是:
 

②下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是:
 
(填序號(hào)).
A.v(N2(正)=3v(H2(逆)  B.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
C.混合氣體的密度保持不變     D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持恒定         F.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
(2)若有甲、乙兩個(gè)容積相同且不變的密閉容器,向甲容器中加入1mol N2和3mol H2,在一定條件下到達(dá)平衡時(shí)放出熱量為Q1 kJ;在相同的條件下,向乙容器中加入2mol NH3達(dá)到平衡后吸收熱量為Q2 kJ,已知Q2=3Q1.則甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為
 

(3)最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實(shí)現(xiàn)氨的電解法合成,大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率.總反應(yīng)式為:N2+3H2
通電
一定條件
2NH3.則在電解法合成氨的過(guò)程中,應(yīng)將H2不斷地通入
 
極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”);在另一電極通入N2,該電極反應(yīng)式為
 
考點(diǎn):化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡的計(jì)算
專(zhuān)題:化學(xué)平衡專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題
分析:(1)隨著壓強(qiáng)的增大,氨氣的含量增大;
(2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,且不等于0,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進(jìn)行判斷,得出正確結(jié)論;
(3)根據(jù)等效平衡進(jìn)行計(jì)算;
(4)根據(jù)電解原理進(jìn)行判斷,書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式.
解答: 解:(1)隨著壓強(qiáng)的增大,氨氣的含量增大,故壓強(qiáng)增大,平衡向氣體體積縮小方向移動(dòng),NH3%增大,
故答案為:壓強(qiáng)增大,平衡向氣體體積縮小方向移動(dòng),NH3%增大;
(2)A.氮?dú)馀c氫氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3:1,故3v(N2(正)=v(H2(逆),故A錯(cuò)誤;
B.平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度之比取決于物質(zhì)的起始濃度和轉(zhuǎn)化率,故各物質(zhì)的濃度之比不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù),故B錯(cuò)誤,
C.密度=
總質(zhì)量
體積
,總質(zhì)量不變,體積也不變,故混合氣體的密度保持不變不能作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故C錯(cuò)誤;
D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率,即正逆反應(yīng)速率相等,故D正確;
E.反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不等,故容器內(nèi)壓強(qiáng)保持恒定可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故E正確;
F.平均相對(duì)分子量=
總質(zhì)量
總物質(zhì)的量
,總質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量在變,故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),故F正確,
故答案為:DEF;
(3)甲容器中加入1mol N2和3mol H2,乙容器中加入2mol NH3,兩者是等效平衡,且Q2=3Q1,故1mol N2和3mol H2完全轉(zhuǎn)化所放出的熱量為Q=Q2+Q1,即Q=4Q1,故甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為
Q1
Q
=
1
4
=25%,故答案為25%;
(4)電解池的陽(yáng)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),在合成氨中氫氣失電子,故應(yīng)將H2不斷地通入陽(yáng)極;陰極通入N2,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為N2+6H++6e-=2NH3,故答案為:N2+6H++6e-=2NH3
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡的特征、等效平衡和電解原理,綜合性較強(qiáng),難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具.下列用來(lái)表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語(yǔ)中,錯(cuò)誤的是( 。
A、鋼鐵腐蝕時(shí)可能發(fā)生的正極反應(yīng):2H2O+O2+4e-═4OH-
B、明礬水解的離子方程式:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
C、足量氫氧化鈉溶液與碳酸氫鈉溶液混合:OH-+HCO3-═H2O+CO32-
D、表示氫氣燃燒熱的化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置或操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵ā 。?/div>
A、
   實(shí)驗(yàn)室制取氨氣
B、
配制100mL 0.1mol/L鹽酸
C、
 測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱
D、
   實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

分子式為C5H10O2的酸和分子式為C5H12O的醇在酸性條件下形成的酯共有( 。
A、16種B、20種
C、32種D、40種

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知:還原性HSO3?>I?,氧化性IO3?>I2.在含3mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液.加入KIO3和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線(xiàn)如圖所示.下列不正確的是( 。
A、0--b:3HSO3-+IO3-=3SO42-+I-+3H+
B、a點(diǎn)時(shí)消耗NaHSO3的物質(zhì)的量為1.2 mol
C、b~c間I2是還原產(chǎn)物
D、當(dāng)溶液中I?與I2的物質(zhì)的量之比為5:2時(shí),加入的KIO3為1.8mol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

化合物A[KxFe(C2O4y?zH2O,其中鐵元素為+3價(jià)]是一種重要的光化學(xué)試劑.
(1)制備化合物A的實(shí)驗(yàn)流程如下:

①上述流程中,檢驗(yàn)“過(guò)濾”后的固體已洗滌干凈的方法是
 

②上述流程“操作X”中加入H2O2的目的是
 

(2)測(cè)定化合物A的化學(xué)式實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a、準(zhǔn)確稱(chēng)取A樣品4.91g,干燥脫水至恒重,殘留物質(zhì)的質(zhì)量為4.37g;
b、將步驟a所得固體溶于水,加入還原鐵粉0.28g,恰好完全反應(yīng);
c、另取A樣品4.91g置于錐形瓶中,加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和適量蒸餾水,再加入0.50mol/L的
KMnO4溶液24.0mL,微熱,恰好完全反應(yīng):2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
請(qǐng)通過(guò)計(jì)算填空:
①4.91g A樣品中含結(jié)晶水的物質(zhì)的量為
 
mol.
②A樣品中
n(Fe3+)
n(C2
O
2-
4
)
=
 

③A的化學(xué)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

綜合利用CO2對(duì)環(huán)境保護(hù)及能源開(kāi)發(fā)意義重大.
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2.如果尋找吸收CO2的其他物質(zhì),下列建議合理的是
 

a.可在堿性氧化物中尋找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c.可在具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)中尋找
(2)Li2O吸收CO2后,產(chǎn)物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、釋放CO2.原理是:在500℃,CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3;平衡后加熱至700℃,反應(yīng)逆向進(jìn)行,放出CO2,Li4SiO4再生,說(shuō)明該原理的化學(xué)方程式是
 

(3)利用反應(yīng)A可將釋放的CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)品.
反應(yīng)A:CO2+H2O
 電解 
.
高溫
CO+H2+O2
已知:

①反應(yīng)Ⅱ是
 
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),其原因是
 

②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是
 

(4)高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)(3)中反應(yīng)A,工作原理示意圖如圖:

①電極b發(fā)生
 
(填“氧化”或“還原”)反應(yīng).
②CO2在電極a放電的反應(yīng)式是
 

(5)CO與H2在高溫下合成C5H12(汽油的一種成分)減少碳排放.已知燃燒1mol C5H12(g)生成H2O(g)放出約3540kJ的熱量.根據(jù)化學(xué)平衡原理,說(shuō)明提高合成C5H12的產(chǎn)率可采取的措施是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

由化學(xué)工業(yè)出版社2013年出版的《甲醇工藝學(xué)》介紹,工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
化學(xué)反應(yīng) 平衡常數(shù) 溫度℃
500 700 800
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
K1K2 K3 2.51.0 0.341.70 0.152.52
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)①是
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(2)上述三個(gè)反應(yīng)中△H1、△H2、△H3的關(guān)系式為
 

(3)判斷反應(yīng)③的△H-T△S
 
0.
(4)反應(yīng)③是在恒容密閉等溫條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),H2的物質(zhì)的量濃度為c1,然后向容器中再加入一定量的H2,待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后,H2的物質(zhì)的量濃度為c2.則是c1
 
c2的關(guān)系.(填>、<、=).
(5)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-a kJ/mol.下列措施中能使
n(CH3OH)
n(CO2)
增大的是
 
(填寫(xiě)序號(hào)).
a.升高溫度            b.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
c.將H2O(g)從體系中分離        d.再充入1mol CH3OH(g)
(6)500℃,反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),△H3=-a kJ/mol.在1L密閉容器中充入
1mol CO2、3mol H2,平衡后熱量變化為Q kJ,CO2的轉(zhuǎn)化率為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下表中評(píng)價(jià)合理的是( 。
選項(xiàng) 內(nèi)容 評(píng)價(jià)
A 一定條件下0.5mol N2和1.5mol H2反應(yīng),平衡時(shí)放熱a kJ,則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=2a kJ?mol-1 正確
B 氯化鎂溶液與氨水反應(yīng):Mg2++2OH-═Mg(OH)2 錯(cuò)誤,氨水不應(yīng)寫(xiě)成離
子形式
C 向硫酸銨溶液中加入氫氧化鋇溶液:
Ba2++SO42-═BaSO4
正確
D 等物質(zhì)的量的Cl2與FeBr2在溶液中反應(yīng):
2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++4Cl-+Br2
錯(cuò)誤,F(xiàn)e2+與Br-的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比應(yīng)為l:2
A、AB、BC、CD、D

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同步練習(xí)冊(cè)答案