5.在一定條件下,合成塔中氮?dú)夂蜌錃獾钠鹗紳舛确謩e為a mol•L-1和b mol•L-1,反應(yīng)為:N2+3H2?2NH3,氨氣的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
(1)反應(yīng)到5min時(shí),氫氣反應(yīng)速率1.2mol/(L•min).A的平衡常數(shù)為$\frac{16}{(a-2)(b-6){\;}^{3}}$(用含a,b的表達(dá)式表示)
(2)在10min時(shí)采取的措施是移走生成的氨氣,降低氨氣的濃度
(3)若合成塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,寫(xiě)出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2?2NH3(g)△H=-91KJ/mol
(4)反應(yīng)達(dá)平衡后,再充入一定量的氮?dú)夂蜌錃,反?yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)(填:“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”)、平衡常數(shù)不變 (填“增大”、“減少”、“不變”)

分析 (1)由圖可知,反應(yīng)到5min時(shí)達(dá)平衡狀態(tài),氨氣的濃度為4mol/L,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v(NH3),再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(H2);
根據(jù)三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度,代入平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3})}{c(N{\;}_{2})c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}$計(jì)算;
(2)由圖可知,10min瞬間改變條件,NH3的濃度為原平衡的一半,隨后氨氣的濃度增大,改變條件平衡向生成氨氣的方向移動(dòng),應(yīng)該是移走氨氣的物質(zhì)的量,降低氨氣的濃度;
(3)若合成塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,34g氨氣生成放熱91KJ,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)焓變寫(xiě)出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(4)反應(yīng)達(dá)平衡后,再充入一定量的氮?dú)夂蜌錃,增加反?yīng)物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)只受溫度影響,當(dāng)溫度不變時(shí),平衡常數(shù)不變;

解答 解:(1)由圖可知,反應(yīng)到5min時(shí)達(dá)平衡狀態(tài),氨氣的濃度為4mol/L,故v(NH3)=$\frac{4mol/L}{5min}$=0.8mol/(L•min),速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,
故v(H2)=$\frac{3}{2}$v(NH3)=$\frac{3}{2}$×0.8mol/(L•min)=1.2mol/(L•min),
               N2+3H2?2NH3,
開(kāi)始(mol/L):a   b    0
變化(mol/L):2   6    4
平衡(mol/L):a-2  b-6  4
故平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2}(NH{\;}_{3})}{c(N{\;}_{2})c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}$=$\frac{4{\;}^{2}}{(a-2)(b-6){\;}^{3}}$=$\frac{16}{(a-2)(b-6){\;}^{3}}$;
故答案為:1.2mol/(L•min);$\frac{16}{(a-2)(b-6){\;}^{3}}$;
(2)由圖可知,10min瞬間改變條件,NH3的濃度為原平衡的一半,隨后氨氣的濃度增大,改變條件平衡向生成氨氣的方向移動(dòng),應(yīng)該是移走氨氣的物質(zhì)的量,降低氨氣的濃度,
故答案為:移走生成的氨氣,降低氨氣的濃度;
(3)塔內(nèi)生成17g氨氣放出45.5kJ熱量,34g氨氣生成放熱91KJ,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)焓變寫(xiě)出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2=2NH3(g)△H=-91KJ/mol;
故答案為:N2(g)+3H2?2NH3(g)△H=-91KJ/mol;
(4)反應(yīng)達(dá)平衡后,再充入一定量的氮?dú)夂蜌錃,增加反?yīng)物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)只受溫度影響,所以充入一定量的氮?dú)夂蜌錃,平衡常?shù)不變,
故答案為:正反應(yīng)方向; 不變;

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖象與影響因素、等效平衡、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算等,題目綜合性較大,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(lái)源: 題型:選擇題

11.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.纖維素從化學(xué)成分看,它是一種多糖.食物中的纖維素不僅能為人體提供能量,也能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、吸附排出有害物質(zhì)
B.某物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為,與其互為同分異構(gòu)體,且完全水解后產(chǎn)物相同的油脂有3種
C.蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)方法有許多種,而與雙縮脲試劑作用而產(chǎn)生紫玫瑰色的顏色反應(yīng)是最常見(jiàn)的方法之一
D.糖類、油脂、蛋白質(zhì)是人類最主要的能量來(lái)源,它們都是天然高分子化合物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.對(duì)于下列裝置的分析不正確的是( 。
A.這是一個(gè)電解池
B.C作陰極,Cu作陽(yáng)極
C.電解的過(guò)程實(shí)際上是電解水
D.石墨電極上的反應(yīng)是4OH--4e-=O2↑+2H20

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:
CH3CH2OH  $→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(濃)}$ CH2=CH2                              
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚.
用少量的溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示:
有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
    乙醇1,2-二溴乙烷    乙醚
    狀態(tài)  無(wú)色液體   無(wú)色液體  無(wú)色液體
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸點(diǎn)/℃    78.5    132    34.6
  熔點(diǎn)/℃    一l30    9-1l6
回答下列問(wèn)題:
(1)在此制各實(shí)驗(yàn)中,要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右,其最主要目的是d;(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.引發(fā)反應(yīng) b.加快反應(yīng)速度  c.防止乙醇揮發(fā)   d.減少副產(chǎn)物乙醚生成
(2)在裝置C中應(yīng)加入c,其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體:(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.水    b.濃硫酸        c.氫氧化鈉溶液  d.飽和碳酸氫鈉溶液
(3)判斷該制各反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是溴的顏色完全褪去;
(4)將1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)在下層(填“上”“下”);
(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用b洗滌除去;(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.水    b.氫氧化鈉溶液   c.碘化鈉溶液     d.乙醇
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚.可用蒸餾的方法除去;
(7)反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱,冷卻可避免溴的大量揮發(fā);但又不能過(guò)度冷卻(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固點(diǎn)較低(9℃),過(guò)度冷卻會(huì)使其凝固而使氣路堵塞.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種高效的多功能的水處理劑.已知K2FeO4具有下列性質(zhì)①可溶于水、微溶于濃KOH溶液,②在0℃~5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解,④在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2.工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)K2FeO4,主要流程如下:

其中“氧化”階段的反應(yīng)原理為:2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O
(1)“吸氯”應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行,因?yàn)闇囟容^高時(shí)反應(yīng)生成的是NaClO3
①寫(xiě)出在溫度較高時(shí)NaOH 與Cl2 反應(yīng)的化學(xué)方程式3Cl2+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaClO3+5NaCl+3H2O,該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1mol電子參加反應(yīng)的Cl2 是0.6mol.
②“吸氯”階段為了使Cl2盡可能被NaOH溶液吸收完全,除了及時(shí)攪拌反應(yīng)物外,還可采取的合理措施是適當(dāng)增大NaOH溶液濃度、緩慢通入氯氣、增大氯氣與溶液的接觸面積(寫(xiě)出兩條).
(2)“氧化”階段制備Na2FeO4時(shí),NaClO飽和溶液與FeCl3飽和溶液的混合方式為在攪拌下,將FeCl3飽和溶液緩慢滴加到NaClO飽和溶液中.
(3)“轉(zhuǎn)化”是在保持溫度在20℃并充分?jǐn)嚢柘峦瓿傻模摲磻?yīng)的化學(xué)方程式為Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH.
(4)“洗滌”工序中采用異丙醇(一種有機(jī)溶劑)作為洗滌劑而不用蒸餾水,兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是
防止K2FeO4溶解或分解而損耗、洗滌后易干燥.
(5)已知該生產(chǎn)工藝K2FeO4固體的綜合產(chǎn)率約為40%,其他原料充足的情況下,35.5tCl2可制備26.4t K2FeO4固體.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.己知A(g)+B(g)?C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表,則( 。
溫度/℃70080083010001200
平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4
830℃時(shí),向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B,反應(yīng)初始4s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.005mol/(L.s).下列說(shuō)法正確的是( 。
A.4s時(shí)c(B)為0.76mol/L
B.830℃達(dá)平衡時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為80%
C.反應(yīng)達(dá)平衡后,升高溫度,平衡正向移動(dòng)
D.1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為0.4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí),由于操作方面的失誤可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差.下列分析中正確的是( 。
A.燒杯中的溶液沒(méi)有恢復(fù)到室溫就轉(zhuǎn)移到容量瓶,一定會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高
B.沒(méi)有洗滌燒杯和玻璃棒,一定會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低
C.容量瓶使用時(shí)沒(méi)有干燥會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低
D.使用量筒量取濃溶液后,沒(méi)有把洗滌量筒得到洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶,會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.在花瓶中加入“鮮花保鮮劑”,能延長(zhǎng)鮮花的壽命.下表是某同學(xué)配制的500mL“鮮花保鮮劑”中含有的成分,閱讀后回答下列問(wèn)題:
成分蔗糖硫酸鉀阿司匹林高錳酸鉀硝酸銀
質(zhì)量(g)25.000.1740.170.3160.340
(1)下列“鮮花保鮮劑”的成分中,屬于非電解質(zhì)的是A.
A.蔗糖        B.硫酸鉀    C.高錳酸鉀     D.硝酸銀
(2)“鮮花保鮮劑”中K+(阿司匹林中不含K+)的物質(zhì)的量濃度為0.008 mol/L.
(3)配制上述“鮮花保鮮劑”所需的儀器有:電子天平、藥匙、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管、500ml容量瓶.(在橫線上填寫(xiě)所缺儀器的名稱)
(4)在溶液配制過(guò)程中,下列操作對(duì)配制結(jié)果沒(méi)有影響的是BCD.
A.定容時(shí)俯視容量瓶刻度線
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸餾水
C.轉(zhuǎn)移后洗滌燒杯2-3次,并把洗滌液倒入容量瓶中
D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶的刻度線,但未做任何處理.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組用CO還原Fe2O3,并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵吸出生成的黑色粉末X進(jìn)行探究.
[探究目的]分析黑色粉末X的組成,并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn).
[查閱資料]
①CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn)中若溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成Fe3O4,也能被磁鐵吸引.
②Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe+4HNO3(。=Fe(NO33+NO↑+2H2O
④3Fe3O4+28HNO3(。=9Fe(NO33+NO↑+14H2O
[實(shí)驗(yàn)探究]
I.定性檢驗(yàn)
編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
取少量黑色粉末X放入試管1中,注入濃鹽酸,微熱黑色粉末逐漸溶解,溶液呈黃綠色;有氣泡產(chǎn)生
向試管1中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩溶液出現(xiàn)血紅色
另取少量黑色粉末X放入試管2中,注入足量硫酸銅溶液,振蕩,靜置有極少量紅色物質(zhì)析出,仍有較多黑色固體未溶解
(1)實(shí)驗(yàn)③發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu.
(2)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明黑色粉末X中含有Fe3O4和Fe的混合物.
II.定量測(cè)定
根據(jù)如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù):

(1)操作Z的名稱是過(guò)濾.
(2)通過(guò)以上數(shù)據(jù),得出13.12g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為Fe:0.11mol、Fe3O4:0.03mol.
(3)若溶液Y的體積仍為200mL,則溶液Y中c(Fe3+)=1mol/L.

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同步練習(xí)冊(cè)答案