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现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的,但此法反应物的转化率不高.
(1)已知某反应为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1  若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1
 
K2(填“>”“=”或“<”).
(2)在一定温度下,向容积不变(始终为10L)的密闭容器中加入2mol N2、8mol H2及固体催化剂.10分钟后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为
 
,用氮气表示的反应速率:
 
.
考点:化学平衡常数的含义,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小;
(2)令参加反应的氮气的物质的量为amol,利用三段式表示出各物质的变化量、平衡时物质的量,利用压强之比等于物质的量之比列方程计算a,氨气的体积分数=
平衡时氨气的物质的量
平衡混合气体总物质的量
;根据v=
△n
V
△t
计算v(N2).
解答: 解:(1)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1,若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,则K1>K2;
故答案为:>;
(2)令参加反应的氮气的物质的量为amol,则:
           N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)
开始(mol):2       8         0
转化(mol):a       3a       2a
平衡(mol):2-a     8-3a      2a
故2-a+8-3a+2a=(2+8)×80%,解得a=1
所以,氨气的体积分数=
2×1mol
(2mol+8mol)×80%
×100%=25%,
v(N2)=
1mol
10L
10min
=0.01mol/(L?min),
故答案为:25%;0.01mol/(L?min).
点评:本题以合成氨为载体,考查化学平衡计算及影响因素、反应速率计算、平衡常数计算与应用,侧重考查学生对知识的迁移应用,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子方程式正确的是(  )
A、铝与稀盐酸反应 Al+2H+=Al3++H2↑
B、三氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应 FeCl3+3OH-=Fe(OH)3↓+3Cl-
C、用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
D、二氧化碳与石灰水反应 CO2+2OH-=CO32-+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

碳和氮是动植物体中的重要组成元素,向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应,氮氧化物会产生光化学烟雾,目前,这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容.
(1)已知2.00g的C2H2完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出99.6kJ热量,写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式
 
.
(2)利用上述反应设计燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液),写出电池负极的电极反应式
 
.
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g).
某研究小组向一个容积不变的密闭真空容器(容器容积为3L,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,在恒温(T1℃)条件下反应,测得不同时间(t)时各物质的物质的量(n)如下:
n/mol
t/min
NO N2 CO2
0 2.00 0 0
10 1.16 0.42 0.42
20 0.80 0.60 0.60
30 0.80 0.60 0.60
①10min~20min以v(NO)表示的反应速率为
 
.
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
 
(保留两位小数).
③下列各项能判断该反应达到平衡状态的是
 
(填序号字母).
A.容器内压强保持不变         B. 2v(NO)(正)=v(N2)(逆)
C.容器内CO2的体积分数不变      D.混合气体的密度保持不变
④一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)在3L容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+CO2(g)═H2O(g)+CO(g),恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线Ⅰ如图所示.若在t0时分别改变一个条件,曲Ⅰ变成曲线Ⅱ和曲线Ⅲ.
①当曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ时,改变的条件是
 
;
②当曲线Ⅰ变成曲线Ⅲ时,改变的条件及改变条件的变化量分别是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

某透明澄清溶液可能含有Na+、Fe3+、Ba2+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、I-等离子中的几种,为鉴别这些离子,分别取三份少量溶液,按照以下顺序进行三个实验:
实验①:加CCl4,再滴加少量氯水,振荡后,CCl4后层变为紫色;
实验②:加盐酸后,生成无色无味气体,该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
实验③:加BaCl2溶液产生白色沉淀,过滤出沉淀,在沉淀中加入足量盐酸,沉淀不能完全溶解.
(1)分析上述3个实验,用离子符号写出每一个实验得出的结论,可不必完全填满.
实验①:含有
 
;不含
 
;
实验②:含有
 
;不含
 
;
实验③:含有
 
;不含
 
;
(2)通过上述实验,不能确定是否存在的离子是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
 
.
(2)上述正向反应是:
 
反应(选填:放热、吸热).
(3)某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向
 
反应方向移动(填“正”或“逆”),正反应速率
 
(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)在830℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
(选填A、B、C、D).
A B C D
n(CO2) 3 1 0 1
n(H2) 2 1 0 1
n(CO) 1 2 3 0.5
n(H2O) 5 2 3 2

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今有化合物:

(1)请写出丙中含氧官能团的名称:
 
;
(2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体:
 
;
(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法 (指明所选试剂及主要现象即可)
鉴别甲的试剂:
 
;现象:
 
;鉴别乙的试剂:
 
;现象:
 
;鉴别丙的试剂:
 
;现象:
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-190kJ?mo1-1
(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含
SO3 0.18mol,则v(O2)=
 
mol?L-1?min-1
(2)下列条件的改变能加快其反应速率的是
 
(选填序号)
①升高温度                             ②保持体积不变,只增加氧气的质量
③保持体积不变,充入Ne使体系压强增大      ④保持压强不变,充入Ne使容器的体积增大
(3)下列描述中能说明上述(1)反应已达平衡的是
 
(选填序号)
①v(O2)正=2v(SO3)逆
②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③单位时间内生成2n molSO2的同时生成2n mol SO3
④容器中气体的平均分子量不随时间而变化
⑤容器中气体的密度不随时间而变化  ⑥容器中气体压强不随时间而变化
(4)在相同条件下发生上述反应,若要得到380kJ热量,则加入各物质的物质的量可能是
 
.
A.4mol SO2和2mol O2        B.6mol SO2和6mol O2
C.4mol SO2和4mol O2          D.6mol SO2和4mol O2.

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生反应,化学方程式如下(已配平):Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+A↑+2H2O,试通过计算和推理完成下面的问题:
(1)在以上反应中被还原的硫酸与未被还原的硫酸的物质的量之比为
 
.A物质可以与强碱反应生成盐和水.则A应该属于
 
(用字母代号填写).
a.酸       b.碱        c.盐      d.酸性氧化物     e.碱性氧化物
(2)一定量的铜片与含1.8mol H2SO4的浓H2SO4充分反应(浓H2SO4过量),如果该反应过程中转移了0.2mol电子,生成的CuSO4的质量为
 
g,生成的A气体在标准状况下体积为
 
 L(假设气体全部逸出).
(3)将反应后所得到的溶液稀释后与足量Ba(OH)2溶液反应,所得沉淀的质量为
 
g. 写出此过程中发生反应的离子方程式(可能填不满).
 
,
 
,
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

硅元素在材料领域中扮演着重要角色.下列叙述正确的是(  )
A、石英晶体的主要成分是硅单质
B、硅酸钠溶液可作木材防火剂
C、二氧化硅是半导体材料
D、光导纤维的成分是硅单质

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