【題目】(1)氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH3,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。
①能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______
a.反應(yīng)速率( NH3) =( N2)
b.容器內(nèi)壓強不再隨時間而發(fā)生變化
c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而發(fā)生變化
d.容器內(nèi)n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6
②某次實驗中測得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示,圖中b點對應(yīng)的速率關(guān)系是(正)____(逆)(填“﹥”、“﹤”或“﹦”),d點對應(yīng)的速率關(guān)系是(正)____(逆)(填﹥、﹤或﹦)。
(2)298 K時,若已知生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L NH3時放出熱量為4.62 kJ。寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______。在該溫度下,取1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應(yīng)。測得反應(yīng)放出的熱量總小于92.4 kJ,其原因是________。
(3)一定條件下,在2 L密閉容器內(nèi),反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-180 kJ·mol-1,n(NO2)隨時間變化如下表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO2)/mol | 0.040 | 0.020 | 0.010 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
用NO2表示0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度__________。在第5 s時,NO2的轉(zhuǎn)化率為_________。根據(jù)上表可以看出,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)速率逐漸減小,其原因是______。
【答案】 bc ﹥ = N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 合成氨是一個可逆反應(yīng),1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應(yīng),N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3 0.0075 mol·L-1·s-1 87.5% 隨著反應(yīng)的進行,二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小
【解析】(1)①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,由此衍生的一些物理量也不變;②根據(jù)化學(xué)平衡的建立過程和平衡特征分析解答;
(2)根據(jù)題意計算出生成2mol氨氣放出的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物;
(3)結(jié)合v=計算反應(yīng)速率,轉(zhuǎn)化率為×100%,濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。
(1)①a.該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,5v(NH3)正=4v(N2)逆,故a錯誤;b.該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積增大的可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,容器內(nèi)壓強不隨時間的變化而變化,所以能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故b正確;c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而發(fā)生變化說明濃度不再改變,故c正確;d.物質(zhì)的量之比不能說明正逆反應(yīng)速率相等或者濃度不變,故d錯誤;故答案為:bc;
②根據(jù)圖像,b點是建立平衡過程中的一點,因此(正)>(逆),d點為平衡狀態(tài),(正)=(逆),故答案為:>;=;
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L (0.1mol)NH3時放出熱量為4.62 kJ,則生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,合成氨是一個可逆反應(yīng),1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應(yīng),N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3,因此l molN2和3molH2放在密閉容器中,在催化劑存在下進行反應(yīng),放出的熱量總小于92.4kJ,故答案為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol;合成氨是一個可逆反應(yīng),1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應(yīng),N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3;
(3)用NO2表示0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度為=0.0075molL-1s-1,在第5s時,NO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=87.5%,根據(jù)上表可以看出,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)速率逐漸減小,其原因是隨著反應(yīng)的進行,二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小,故答案為:0.0075molL-1s-1;87.5%;隨著反應(yīng)的進行,二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小。
練習(xí)冊系列答案
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下列說法不正確的是
A. 工業(yè)生產(chǎn)氯氣的方法是電解飽和食鹽水
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