组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 等效平衡 > 等效平衡理论的综合应用
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:235 题号:4184882
1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.

回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号实验条件平衡时反应中的能量变化
恒温恒容放热Q1kJ
恒温恒压放热Q2kJ
恒容绝热放热Q3kJ


下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amol.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c()____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________

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【推荐1】工业上通常采用N2(g)和H2(g)催化成NH3(g):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92.4 kJ•mol1
(1)在一定温度下,若将10amol N2和30amol H2放入2 L的密闭容器中,充分反应后测得平衡时N2的转化率为60%,则该反应的平衡常数为________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10amol N2、20amol H2和20amol NH3,判断平衡移动的方向是______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(2)若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L1、0.3 mol·L1、0.1 mol·L1,则NH3达到平衡时浓度的范围为_____;若平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L1、0.3 mol·L1、0.1 mol·L1,则NH3起始时浓度的范围为_____
(3)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容,测得反应达到平衡时的有关数据如表:

容器

反应物投入量

1molN2、3molH22molNH34molNH3
平衡时数据反应能量变化的绝对值(kJ)Q1Q1Q1
反应物转化率a1a2a3
体系压强(Pa)p1p2p3

则Q1+Q2=___kJ;a1+a2___l(填“<”“>”或“=”,下同),2p2___p3
2019-09-27更新 | 36次组卷
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【推荐2】氨是产量最大的化工产品之一、德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:   ,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。向密容器中充入2mol和6mol,并使之发生上述反应,请回答下列问题:
(1)当反应达到平衡时,的浓度之比是____的转化率之比是_____
(2)当反应达到平衡时,升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的密度_______
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___(填“正向”、“逆向”或“不变”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,达到平衡后,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度___________(填“大于”、“小于”或“等于”)原平衡时温度的2倍。
(5)若容器恒温恒容,达平衡后,再向容器中充入2mol和6mol,再次达平衡后,和原平衡相比NH3的体积分数__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
2021-10-19更新 | 106次组卷
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名校
【推荐3】已知2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=-a kJ·mol1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后,C的浓度为ω mol·L1,放出的热量为b kJ。
(1)已知:A(g)+X(g)2B(g) ΔH=-133.2 kJ·mol1;5A(g)+X(g)4C(g) ΔH=-650.4 kJ·mol1。则a=________
(2)不同温度下该反应的平衡常数如表所示。
由此可推知,表中T1________T2(填“>”“=”或“<”)。
T/KT1T2T3
K1.00×1072.45×1051.88×103

若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度_________ω mol·L1(填“>”“=”或“<”),a、b、c之间的关系为________
(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是________(填序号)。
A.4 mol A和2 mol B
B.4 mol A、2 mol B和2 mol C
C.4 mol A和4 mol B
D.6 mol A和4 mol B
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出的热量为d kJ,则d________b(填“>”“=”或“<”)。
(5)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,充分反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量________(填“增大”“减小”或“不变”)
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