11．可逆反應(yīng) N2（g）+3H2（g）?2NH3（g） （正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），將N2和H2按1：4的體積比進(jìn)行混合，取0.5mol 該混合氣體在一定條件下于容積固定的 2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，2min后，N2 的物質(zhì)的量變?yōu)?nbsp;0.08mol，反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡狀態(tài)．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.88倍．求：
（1）2min 時(shí)，v（H2）=0.015 mol/（L•min）
（2）達(dá)到平衡后，混合氣體中氨的物質(zhì)的量為0.06 mol．
（3）平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為22.5%．
（4）工業(yè)上合成氨適宜條件是A、C、D
A．溫度500℃
B．壓強(qiáng)100MPa
C．鐵觸媒　　　　　
D．壓強(qiáng)20MPa～50MPa．

分析 N2和H2按1：4的體積比進(jìn)行混合，取0.5mol 該混合氣體在一定條件下于容積固定的 2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，二者的物質(zhì)的量分別為0.5mol×$\frac{1}{5}$=0.1mol、0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，則
      N2（g）+3H2（g）?2NH3（g） 
開始 0.1        0.4              0
轉(zhuǎn)化 x            3x              2x
平衡 0.1-x     0.4-3x          2x
到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.88倍，則$\frac{0.1-x+0.4-3x+2x}{0.5}$=0.88，解得x=0.03，
（1）結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）由上述分析可知，達(dá)到平衡后，混合氣體中氨的物質(zhì)的量為2x；
（3）轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開始的量}$×100%；
（4）合成氨為放熱、且體積減小的反應(yīng)，結(jié)合溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡、速率的影響分析．

解答 解：N2和H2按1：4的體積比進(jìn)行混合，取0.5mol 該混合氣體在一定條件下于容積固定的 2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，二者的物質(zhì)的量分別為0.5mol×$\frac{1}{5}$=0.1mol、0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，則
      N2（g）+3H2（g）?2NH3（g） 
開始 0.1        0.4              0
轉(zhuǎn)化 x            3x              2x
平衡 0.1-x     0.4-3x          2x
到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.88倍，則$\frac{0.1-x+0.4-3x+2x}{0.5}$=0.88，解得x=0.03，
（1）2min 時(shí)，v（H2）=$\frac{\frac{3×0.03mol}{2L}}{2min}$=0.015mol/（L•min），故答案為：0.015；
（2）達(dá)到平衡后，混合氣體中氨的物質(zhì)的量為2×0.03mol=0.06 mol，故答案為：0.06；
（3）平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{3×0.03}{0.4}$×100%=22.5%，故答案為：22.5%；
（4）工業(yè)上合成氨適宜條件是合適的溫度、壓強(qiáng)、使用催化劑，
A．溫度500℃，反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率較大，故A選；
B．壓強(qiáng)100MPa，對(duì)設(shè)備的要求較高，故B不選；
C．鐵觸媒，作催化劑，加快反應(yīng)速率，故C選；　　　　　
D．壓強(qiáng)20MPa～50MPa，可加快反應(yīng)速率，利用合成氨，對(duì)設(shè)備要求不高，故D選；
故答案為：A、C、D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡三段法、速率及轉(zhuǎn)化率計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意合成氨條件的選擇與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系，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

4．空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一．其工藝流程如圖所示，其中不正確的是（　�。�
A．步驟④⑤是為了富集溴
B．步驟③說明溴具有揮發(fā)性
C．步驟④的離子方程式為Br2+SO2+H2O═2H++2Br-+SO32-
D．步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物可用分液漏斗分離

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一，尾氣中的主要污染物為CxHy、NO、CO、SO2及固體顆粒物等．研究汽車尾氣的成分及其發(fā)生的反應(yīng)，可以為更好的治理汽車尾氣提供技術(shù)支持．請(qǐng)回答下列問題：
（1）治理尾氣中NO和CO的一種方法是：在汽車排氣管上裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)化裝置，使二者發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒無污染氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N2+2CO2．
（2）活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO．在1L恒容密閉容器中加入0.1000mol NO和2.030mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強(qiáng)如下表：
活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa
200℃2.000.04000.03000.03003.93
335℃2.0050.0500.02500.0250p
根據(jù)上表數(shù)據(jù)，寫出容器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C+2NO?N2+CO2并判斷p＞3.93MPa（用“＞”、“＜“或“=”填空）．計(jì)算反應(yīng)體系在200℃時(shí)的平衡常數(shù)Kp=0.5625（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù)）．
（3）汽車尾氣中的SO2可用石灰水來吸收，生成亞硫酸鈣濁液．常溫下，測(cè)得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9，已知Kal（H2SO3）=1.8×10-2，Ka2（H2SO3）=6.0×10-9，忽略SO32-的第二步水解，則Ksp（CaSO3）=4.2×10-9．
（4）尾氣中的碳?xì)浠衔锖屑淄�，其在排氣管的催化轉(zhuǎn)化器中可發(fā)生如下反應(yīng)CH4（g）+H20（1）?CO（g）+3H2 （g）△H=+250.1kJ•mol-l．已知CO（g）、H2（g）的燃燒熱依次為283.0kJ•mol-1、285.8kJmol-1，請(qǐng)寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3KJ/mol．以CH4（g）為燃料可以設(shè)計(jì)甲烷燃料電池，該電池以稀H2S04作電解質(zhì)溶液，其負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，已知該電池的能量轉(zhuǎn)換效率為86.4%，則該電池的比能量為13.4kW•h•kg-1（結(jié)果保留1位小數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能（kW•h）}{燃料質(zhì)量（kg）}$，lkW•h=3.6×1 06J）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．近年來，霧霾天氣多次肆虐我國廣大地區(qū)．其中，汽車尾氣和燃煤是造成空氣污染的主要原因之一．
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2CO2（g）+N2（g）；△H＜0
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{c（{N}_{2}）{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$．
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是bd（選填代號(hào)）．

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題．
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染．
已知：①CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/mol
②2NO2（g）?N2O4（g）；△H=-56.9kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）；△H=-44.0kJ/mol
請(qǐng)寫出CH4催化還原N2O4（g）生成N2和H2O（l）的熱化學(xué)方程式：CH4（g）+N2O4（g）═N2（g）+2H2O（l）+CO2（g）△H=-898.1kJ/mol．
（3）甲烷燃料電池可以提升能量利用率．圖是利用甲烷燃料電池電解100mL1mol/L食鹽水，電解一段時(shí)間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L（假設(shè)電解后溶液體積不變）．

①甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+．甲烷燃料電池總反應(yīng)化學(xué)方程式為CH4+2O2=2H2O+CO2．
②電解后溶液的pH=14（忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)）．
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是1.68 L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．（1）在一定條件下，將1.00molN2（g）與3.00molH2（g）混合于一個(gè)10.0L密閉容器中，在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)NH3（g）的平衡濃度如圖1所示．其中溫度為T1時(shí)平衡混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為25.0%．．
①當(dāng)溫度由T1變化到T2時(shí)，平衡常數(shù)關(guān)系K1＞K2（填“＞”，“＜”或“=”），焓變△H＜0．（填“＞”或“＜”）
②該反應(yīng)在T1溫度下5.00min達(dá)到平衡，這段時(shí)間內(nèi)N2的化學(xué)反應(yīng)速率為8.00×10-3mol/（L•min）．
③T1溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K1=18.3．
（2）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫常壓和光照條件下N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），此反應(yīng)的△S＞0（填“＞”或“＜”）．
若已知：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=a kJ/mol  
             2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=b kJ/mol 
 2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）的△H=（2a-3b）kJ/mol（用含a、b的式子表示）．
（3）科學(xué)家采用質(zhì)子高導(dǎo)電性的SCY陶瓷（可傳遞H+）實(shí)現(xiàn)了低溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨，其實(shí)驗(yàn)原理示意圖如圖2所示，則陰極的電極反應(yīng)式是N2+6e-+6H+=2NH3．

（4）已知某些弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如表：
弱電解質(zhì)H2CO3NH3•H2O
電離平衡常數(shù)Ka1=4.30×10-7　　　　Ka2=5.61×10-111.77×10-5
現(xiàn)有常溫下0.1mol•L-1的（NH4）2CO3溶液，
①該溶液呈性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是由于NH3•H2O的電離平衡常數(shù)大于HCO3-的電離平衡常數(shù)，因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度，溶液呈堿性．
②該（NH4）2CO3溶液中各微粒濃度之間的關(guān)系式不正確的是B．
A．c（NH4+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（NH3•H2O）
B．c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）
C．c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol•L-1
D．c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

16．紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工原料，工業(yè)上用鉻鐵礦（主要成分是FeO•Cr2O3）制備紅礬鈉的過程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：
4FeO+Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2?8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2△H＜0
（1）請(qǐng)寫出上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{8}（C{O}_{2}）}{{c}^{7}（{O}_{2}）}$．
（2）圖1、圖2表示上述反應(yīng)在t1時(shí)達(dá)到平衡，在t2時(shí)因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的曲線．
由圖1判斷，反應(yīng)進(jìn)行至t2時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是對(duì)平衡體系降溫，平衡正向移動(dòng)，CO2濃度增大，O2濃度減�。ㄓ梦淖直磉_(dá)）；
由圖2判斷，t2到t3的曲線變化的原因可能是b（填寫序號(hào)）．
a．升高溫度     b．加了催化劑      c．通入O2      d．縮小容器體積

（3）工業(yè)上可用上述反應(yīng)中的副產(chǎn)物CO2來生產(chǎn)甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），
①已知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則下列（A-D）圖象正確的是AC

②在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變得情況下，考查溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列說法正確的是CD（填序號(hào)）
A．溫度為T1時(shí)，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率：v（CH3OH）=$\frac{{n}_{A}}{{t}_{A}}$mol•L-1•min-1
B．該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
D．處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$增大
③在T1溫度時(shí)，將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為1-$\frac{a}{2}$．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途．
I、工業(yè)上用鈦鐵礦石（FeTiO3，含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）經(jīng)過下述反應(yīng)制得：

其中，步驟③發(fā)生的反應(yīng)為：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O．
（1）凈化鈦礦石時(shí)，需用濃氫氧化鈉溶液來處理，寫出該過程中兩性氧化物發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（2）④中加入的X可能是A
A．H2O2     B．KMnO4      C．KOH       D．SO2
（3）④⑤兩步的目的是除去亞鐵離子．
（4）寫出⑥的化學(xué)反應(yīng)方程式TiOSO4+3H2O=TiO2•2H2O↓+H2SO4．
II、TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦：方法一是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4，再用鎂還原得到Ti．
（5）寫出生成TiCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式TiO2+Cl2+C=TiCl4+CO2或TiO2+Cl2+2C=TiCl4+2CO
方法二是電解TiO2來獲得Ti（同時(shí)產(chǎn)生O2）：
將處理過的TiO2作陰極，石墨為陽極，熔融CaO為電解液，用碳?jí)K作電解槽池．
（6）陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為TiO2+4e-=Ti+2O2-（或Ti4++4e-=Ti）．
（7）電解過程中需定期向電解槽池中加入碳?jí)K的原因是碳單質(zhì)會(huì)與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

20．在P+CuSO4+H2O-Cu3P+H3PO4+H2SO4 （未配平）反應(yīng)中，下列說法正確的是（　�。�
A．CuSO4只做還原劑
B．10mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為2mol
C．Cu3P既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物
D．生成1mol Cu3P時(shí)，被氧化的P的物質(zhì)的量為2.2mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

1．某同學(xué)胃部不適，醫(yī)生診斷后讓其服用胃舒平【主要成分為Al（OH）3】．試分析下列飲食中，該同學(xué)在服藥期間不宜食用的是（　�。�
A．松花蛋B．純凈水C．可樂D．饅頭

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同步練習(xí)冊(cè)答案