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20.在一定條件下,將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中,在不同溫度下達到平衡時NH3(g)的平衡濃度如圖所示.其中溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%.
(1)當溫度由T1變化到T2時,平衡常數關系K1>K2(填“>”,“<”或“=”),焓變△H<0.(填“>”或“<”)
(2)該反應在T1溫度下5.0min達到平衡,這段時間內N2的化學反應速率為0.008mol/(L.min).N2的轉化率40%
(3)T1溫度下該反應的化學平衡常數K1=18.3.
(4)T1溫度時,若測得高爐中c(N2)=0.5mol/L,c(H2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.5mol/L在這種情況下,該反應是否處于平衡狀態(tài)否(填是或否),此時反應速率是v正>v逆(填>,<,=).

分析 (1)由圖可知,溫度越高,平衡時NH3的濃度越小,說明升高溫度平衡向逆反應進行,平衡常數減;
(2)將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中,溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%,則:
           N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
開始(mol):1      3        0
變化(mol):n      3n       2n
平衡(mol):1-n    3-3n     2n
所以$\frac{2n}{4-2n}$=25%,解得n=0.4
根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v(N2),N2的轉化率=$\frac{消耗的氮氣物質的量}{氮氣起始物質的量}$×100%;
(3)根據K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$計算平衡常數;
(4)計算此時濃度商Qc,若Qc=K,處于平衡狀態(tài),若Qc<K,反應向正反應進行,若Qc>K,反應向逆反應進行,進而判斷v、v相對大小.

解答 解:(1)由圖可知,溫度越高,平衡時NH3的濃度越小,說明升高溫度平衡向逆反應進行,平衡常數減小,故平衡常數關系K1>K2,而升高溫度平衡向吸熱反應移動,故正反應為放熱反應,則△H<0,
故答案為:>;<;
(2)將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中,溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%,則:
           N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
開始(mol):1     3         0
變化(mol):n     3n        2n
平衡(mol):1-n   3-3n      2n
所以$\frac{2n}{4-2n}$=25%,解得n=0.4
故v(N2)=$\frac{\frac{0.4mol}{10L}}{5min}$=0.008mol/(L.min),N2的轉化率=$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%,
故答案為:0.008mol/(L.min);40%;
(3)T1溫度下該反應的化學平衡常數K1=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{(\frac{0.8}{10})^{2}}{\frac{0.6}{10}×(\frac{1.8}{10})^{3}}$≈18.3,
故答案為:18.3;
(4)此時濃度商Qc=$\frac{0.{5}^{2}}{0.5×0.{5}^{3}}$=4<K=18.3,未處于平衡狀態(tài),反應向正反應進行,則v>v,
故答案為:否;>.

點評 本題考查化學平衡計算、反應速率計算、平衡常數計算及應用,難度中等,注意理解掌握平衡常數的應用.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.Na2S2O3可以用作氰化物的解毒劑,工業(yè)上常用硫化堿法制備Na2S2O3,反應原理為:2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2,某研究小組在實驗室模擬該工業(yè)原理制備Na2S2O3,實驗裝置如圖1:
Ⅰ.實驗步驟:
(1)檢查裝置氣密性,按如圖示加入試劑.儀器a的名稱是分液漏斗;
(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結束反應.過濾C中混合物,濾液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶(填寫操作名稱)、過濾、洗滌、干燥,得到產品.
Ⅱ.[探究與反思]
(1)裝置D的作用是檢驗裝置C中SO2的吸收效率,則D中試劑是品紅或溴水或KMnO4溶液,表明SO2吸收效率低的實驗現象是D中溶液顏色很快褪去.
(2)實驗制得的Na2S2O3•5H2O樣品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質.利用所給試劑設計實驗,檢測產品中是否存在Na2SO4,簡要說明實驗操作,現象和結論:取少量產品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層溶液(或過濾,取濾液),滴加BaCl2溶液,若出現沉淀則說明含有Na2SO4雜質.
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(3)為減少裝置A中生成的Na2SO4的量,在不改變原有裝置的基礎上對原有實驗步驟(2)進行了改進,改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸,產生的氣體將裝置中的空氣排盡后,再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液.
Ⅲ.測定產品純度
準確稱取W g產品,用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.100 0mol•L-1碘的標準溶液滴定.
反應原理為2S2O32?+I2═S4O62?+2I-
(1)滴定至終點時,溶液顏色的變化:溶液由無色變?yōu)樗{色.
(2)滴定起始和終點的液面位置如圖2,則消耗碘的標準溶液體積為18.10mL.產品的純度為(設Na2S2O3•5H2O相對分子質量為M)$\frac{3.62×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.下列對相關概念的理解正確的是( 。
A.物質的量就是數量,只是描述對象為微觀粒子
B.摩爾質量在數值上等于相對原子(或分子)質量,所以HCl的摩爾質量為36.5
C.阿伏伽德羅常數約為6.02×1023
D.物質的量是一個物理量,它將宏觀的質量或體積與微觀的粒子數聯系起來

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.下列敘述正確的是( 。
A.同主族金屬的原子半徑越大,熔點越高
B.分子間作用力越強,分子晶體的熔點越高
C.稀有氣體原子序數越大,熔點越低
D.同周期元素的原子半徑越小,越易失去電子

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.在一固定容積的密閉容器中,充入2mol CO2和1mol H2發(fā)生如下化學反應:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數與溫度(T)的關系如表:
T/℃7008008301 0001 200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問題:
(1)該反應的化學平衡常數表達式為K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$.
(2)若反應在830℃下達到平衡,則CO2氣體的轉化率為33.3%.
(3)若絕熱時(容器內外沒有熱量交換),平衡發(fā)生移動的結果是使容器內CO的濃度增大,則容器內氣體溫度降低(填“升高”、“降低”或“不能確定”).
(4)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據是BC(填字母序號).
A.容器內壓強不變
B.混合氣體中c(CO)不變
C.v(H2)=v(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
E.c(CO2 )•c(H2)=c(CO)•c(H2O)

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5.某興趣小組為探究溫度、壓強對可逆反應A(g)+B(g)?C(g)+D(s)的影響,進行了如下實驗:恒溫條件下,往一個容積為10L的密閉容器中充入1molA和1molB,反應達平衡時測得容器中各物質的濃度為[濃度1].然后改變外界條件又做了兩組實驗:①只升高溫度;②只改變體系壓強;分別測得新平衡時容器中各成分的濃度為[濃度2]、[濃度3].
請找
ABC
濃度10.05mol•L-1amol•L-10.05mol•L-1
濃度20.078mol•L-10.078mol•L-10.122mol•L-1
濃度30.06mol•L-10.06mol•L-10.04mol•L-1
濃度40.07mol•L-10.07mol•L-10.098mol•L-1
出實驗操作①②與實驗數據[濃度2]、[濃度3]的對應關系,并分析下列結論,其中錯誤的是( 。
A.由[濃度3]與[濃度1]的比較,可判斷出正反應是放熱反應
B.由[濃度2]與[濃度1]的比較,可判斷平衡移動的原因是升高溫度
C.[濃度1]中a=0.05mol•L-1
D.該組某學生在實驗①過程中,測得各物質在某一時刻的濃度為[濃度4].與[濃度1]比較,可發(fā)現該同學在測定[濃度4]這組數據時出現了很大的誤差

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

12.已知有熱化學方程式:SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g);△H=-98.32kJ/mol.現有2molSO2參加反應,當放出137.5kJ熱量時,SO2的轉化率最接近于( 。
A.40%B.50%C.70%D.90%

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9.下列反應中生成物的總能量大于反應物總能量的是( 。
A.稀硫酸與氫氧化鉀溶液的反應B.氫氣還原氧化銅的反應
C.鋅與稀硫酸的反應D.生石灰變成熟石灰的反應

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10.下列說法正確的是(  )
A.常溫下,pH=3的HX(一元酸)溶液與pH=11的YOH(一元堿)溶液等體積混合,所得溶液的pH一定大于或等于7
B.在相同溫度下,濃度均為0.1 mol•L-1的(NH42Fe(SO42和(NH42SO4溶液中,c(NH4+)相同
C.在pH<7的CH3COOH和CH3COONa的混合液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-
D.0.4 mol•L-1鹽酸與0.1 mol•L-1NaAlO2溶液等體積混合,所得溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-

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