12.工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g),反應(yīng)經(jīng)過20分鐘在一定條件下達到平衡時,NH3的物質(zhì)的量分數(shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為$\frac{4}{7}$計算:
(1)H2在20分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.03mol/(L•min);
(2)該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%;(小數(shù)點后保留一位)
(3)該條件下反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為0.005.(不帶單位)

分析 令參加反應(yīng)的氮氣的物質(zhì)的量為nmol,根據(jù)三段式用n表示出各組分的物質(zhì)的量的變化量、平衡時各組分的物質(zhì)的量,再根據(jù)NH3的物質(zhì)的量分數(shù),列方程計算n的值;
(1)根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應(yīng)速率;
(2)根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義計算該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;
(3)平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比值,平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{3}(H{\;}_{2})•c(N{\;}_{2})}{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3)}}$,相同溫度下,同一可逆反應(yīng)的正逆平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系.

解答 解:對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
開始(mol):0.6     1.6               0
變化(mol):n       3n                2n
平衡(mol):0.6-n   1.6-3n            2n
所以$\frac{2nmol}{(o.6-n)mol+(1.6-3n)mol+2nmol}$=$\frac{4}{7}$,解得n=0.4,
(1)由上面的分析可知,平衡時氫氣轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.4mol×3=1.2mol,所以H2在20分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率為$\frac{\frac{1.2mol}{2.0L}}{20min}$=0.03mol/(L•min),
故答案為:0.03mol/(L•min);
(2)由三段式解題法計算可知,平衡時參加反應(yīng)的氮氣的物質(zhì)的量為0.4mol,
起始時,氮氣的物質(zhì)的量為0.6mol,
所以該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4mol}{0.6mol}$×100%=66.7%,
故答案為:66.7%;
②由三段式解題法計算可知,平衡時,c(N2)=$\frac{(0.6-0.4)mol}{2L}$=0.1mol/l;c(H2)=$\frac{(1.6-3×0.4)mol}{2L}$=0.2mol/l; c(NH3)=$\frac{2×0.4mol}{2L}$=0.4mol/l.
所以該條件下反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{3}(H{\;}_{2})•c(N{\;}_{2})}{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3)}}$=$\frac{0.2{\;}^{3}×0.1}{0.4{\;}^{2}}$=0.005,
故答案為:0.005.

點評 本題考查平衡移動與計算、平衡常數(shù)等,難度中等,注意三段式解題法的利用,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵.

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:填空題

17.在稀硫酸、純堿、二氧化碳、銅片、食鹽、生石灰、三氧化鎢、鐵片和木炭粉9種物質(zhì)中,存在下面的相互關(guān)系,選擇①~⑤為適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì),使有連線的兩種物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng).
(1)請推斷出它們的化學(xué)式分別為:①Fe;②H2SO4;③CO2;④CaO;⑤NaHCO3
(2)寫出下列序號之間反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①和②:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
②和④:H2SO4+CaO=CaSO4+H2O;
②和⑤:H2SO4+CaO=CaSO4+H2O;
③和④:CaO+CO2=CaCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.關(guān)于同溫同壓下等體積CO2和CO的敘述:①質(zhì)量相等  ②密度相等 ③所含分子數(shù)相等   ④所含碳原子數(shù)相等. 其中正確的是( 。
A.①②③④B.②③④C.③④D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì).請回答下列問題:(已知:在25℃,100kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱.單位為kJ/mol)
(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如圖:

△H=+88.6kJ/mol則M、N的穩(wěn)定性相比,M>N.(填“>”、“<”或“=”表示)
(2)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=-290kJ•mol-1
(3)氨氣易液化,便于儲運,可利用NH3作儲氫材料.
已知:2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)△H=+92.4kJ•mol-1
?一定溫度下,在2L的密閉容器中投入2mol的NH3,當(dāng)達到平衡時放出的熱量為60.1kJ,則此時NH3的轉(zhuǎn)化率為65%.其他條件相同,該反應(yīng)在不同催化劑作用下,氫氣初始生成速率如圖1,相同時間氨氣的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2.

則反應(yīng)的活化能最大的是Ru(填催化劑的化學(xué)式).c點氨氣的轉(zhuǎn)化率高于b點,原因是點b、c均未達到平衡,相同時間,C點溫度較高,反應(yīng)速率較快,故C點的氨氣的轉(zhuǎn)化率較高.請在圖中再添加一條Ni催化分解氨氣過程的總趨勢曲線.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.在一定體積的密閉容器中進行某化學(xué)反應(yīng),其平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c(CO)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•c({H}_{2})}$.
化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g).
(2)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
(3)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是BC(多選扣分).
A.容器中壓強不變                  B.混合氣體中 c(CO)不變
C.υ(H2)=υ(H2O)              D.c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),試判斷此時的溫度為830℃.
(5)某溫度下,將CO和水蒸氣各1mol置于體積為1L的密閉容器中反應(yīng),達到平衡后測得CO2為0.5mol,再通入4mol水蒸氣,達到新的平衡后CO2的物質(zhì)的量等于$\frac{5}{6}$mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.(1)課本上敘述:“碳、硅、鍺、錫的+4價化合物是穩(wěn)定的.而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的.”據(jù)此判斷:錫的+2價化合物(如SnCl2)應(yīng)具有較強的(填“氧化”或“還原”.下同)還原性,鉛的+4價化合物應(yīng)具有較強的氧化性.PbO2與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl2+Cl2↑+2H2O.
(2)我國古代煉丹中經(jīng)常使用到紅丹,俗稱鉛丹.在一定條件下鉛丹(用X表示)與硝酸能發(fā)生如下反應(yīng):X+4HNO3═PbO2+2Pb(NO32+2H2O.鉛丹的化學(xué)式是Pb3O4,此鉛丹中鉛的化合價是+2,+4.由此反應(yīng)可推測PbO是(填“酸”或“堿”)堿性氧化物.
(3)砷酸鈉在酸性條件下跟碘化鉀溶液反應(yīng)生成亞砷酸鈉(Na3AsO3)、碘單質(zhì)和水的離子反應(yīng)方程式是AsO43-+2I-+2H+═AsO33-+I2↓+H2O,上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是2.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.某體積可變的密閉容器,盛有適量的A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):A+3B?2C,若維持溫度和壓強不變,當(dāng)達到平衡時,容器的體積為V L,其中C氣體的體積占 10%,下列推斷正確的是A
①原混合氣體的體積為1.2VL          ②原混合氣體的體積為1.1VL
③反應(yīng)達平衡時,氣體A消耗掉0.05VL  ④反應(yīng)達平衡時,氣體B消耗掉0.05V L
A、②③B、②④C、①③D、①④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.(1)Na2O2用于呼吸面具供氧的化學(xué)方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2(任寫一個)
(2)用鉑絲蘸取少量NaOH溶液進行焰色反應(yīng),其火焰呈黃色.
(3)檢驗?zāi)澄粗芤菏欠窈蠸O42-所用的試劑是鹽酸和氯化鋇溶液.
(4)將鋁片投入氫氧化鈉溶液中,其反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.以下數(shù)值等于阿伏加德羅常數(shù)值的是( 。
A.6 g石墨中的C-C鍵數(shù)目
B.常溫常壓下,17 g ND3中所含分子數(shù)目
C.向含0.2 mol NH4Al(SO42的溶液中滴加NaOH溶液至沉淀完全溶解,消耗的OH-數(shù)目
D.0.1 mol羥基(-OH)中所含電子數(shù)目

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