保持温度不变,在可逆反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)达到平衡状态时,如下操作平衡不发生移动()

A:恒T、P时,充入NH3 B:恒T、V时,充入N2 C:恒T、V时,充入He

Ⅰ 在某压强恒定的密闭容器中加入2 molN2和4 molH2,发生如下反应:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=—92.4 kJ/mol。达到平衡时,体积为反应前的三分之二。求:

(1)达到平衡时,N2的转化率为_______________。

(2)若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均>0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。试比较反应放出的能量:

(1)________(2)(填“>”、“<”或“=”)。

Ⅱ 若将2 molN2和4 molH2放入起始体积相同的恒容容器中,在与Ⅰ相同的温度下达到平衡。

试比较平衡时NH3的浓度:Ⅰ________Ⅱ (填“>”、“<”或“=”)。

(1)50%(2分);(2)>(2分);(3)>(2分)

汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:

N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H.> 0

已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:

(1)该反应的平衡常数表达式为 。

(2)该温度下,向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol,平衡时,N2的转化率是 %(保留整数)。

(3)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是

(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是

(填字母序号)。

(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数 (填“变大、“变小”或“不变”)。

(1)(2分)(书写不规范酌情扣分)

(2) 4 %  (2分)

 

(3)向正反应方向进行;(2分)                           < K (2分)

  (4)AC(2分,只选一个且正确得1分,多选、错选均无分)

(5)不变(2分)

已知合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4 kJ•mol﹣1.

Ⅰ.在体积为5L的恒温、恒容密闭容器甲中,起始时投入2mol N2、3mol H2,经过10s达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为0.8mol.

Ⅱ.在容器乙中,起始时投入3mol N2、b mol H2,维持恒温、恒压达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为1.2mol.此时与容器甲中平衡状态温度相同,相同组分的体积分数都相同.

(1)容器甲10s内用H2表示的平均反应速率v(H2)= 0.024mol•L﹣1•s﹣1 ,达平衡时N2的转化率= 20% .

(2)甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图.t2时改变了某一种条件,改变的条件可能是 升高了温度 、 增大了氨的浓度 (填写两项).

(3)下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态 ACD (填字母).

A.容器乙中的气体密度不再变化

B.氨气的生成速率等于氮气的消耗速率的2倍

C.断裂1mol N≡N键同时断裂6molN.﹣H.键

D.容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化.

考点:

化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算..

专题:

化学平衡专题.

分析:

(1)根据三段式结合题中数据进行计算;

(2)根据图示中t2时的逆反应速率变化及影响化学反应速率的因素判断改变的条件;

(3)根据达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度不变进行判断.

解答:

解:(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

起始量(mol) 2        3          0

转化量(mol)0.4      1.2        0.8

平衡量(mol)1.6      1.8        0.8

v(H2)==0.024mol•L﹣1•s﹣1,

平衡时,氮气的转化率=×100%=20%,

故答案为:0.024mol•L﹣1•s﹣1;20%;

(2)t2时,逆反应速率突然增大,原因可能是使用了催化剂、升高了温度、增大了压强、增大了氨的浓度,而后逆反应速率减小,平衡逆向移动,则只能是t2时增大了氨的浓度或升高了温度,

故答案为:升高了温度;增大了氨的浓度;

(3)判断达到平衡的标准是“变化量不变”,

A、恒温、恒压达到平衡下,容器乙中的气体密度不再变化,说明容器体积不再变化,可以说明反应达到平衡状态,故A正确;

B、氨气的生成速率与氮气的消耗速率都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;

C、断裂1molN≡N键同时断裂6molN﹣H键,即消耗1mol N2的同时消耗2mol NH3,说明正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,故C正确;

D、容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,说明体系中各物质的体积分数不变,反应达到平衡状态,故D正确;

故选:ACD;

点评:

本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算等知识,题目难度中等,要求学生掌握化学平衡状态的判断方法、化学反应速率的计算方法.

恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

(1)若开始时放入1mol N2和3 molH2,达到平衡后,生成a mol NH3,这时N2的物质的量为 mol;

(2)若开始时无NH3,只放入N2和H2,达到平衡时生成NH3的物质的量为3a mol,则开始时放入N2和H2的物质的量分别为 mol和 mol;

(3)若开始时放入x mol N2、6 molH2和2 molNH3,达到平衡后,N2和NH3的物质的量分别为y mol和3a mol,则x= ,y= ,平衡时H2的物质的量_____(选填一个编号)。

A.大于6 molB.等于6 molC.小于6 molD.可能大于、小于或等于6 mol

作出判断的理由是 ;

(4)若在(3)的平衡混合物中,再加入6 molNH3,再次达到平衡后,NH3的质量分数为 。

氨是最重要的氮肥,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:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生上述反应:

(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是    ;N2和H2的转化率比是    。

(2)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    ,密度    。(填“变大”“变小”或“不变”) [Z#

(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”)移动。

(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将     (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度     (填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

答案:(1)1∶3 1∶1

(2)变小 不变

(3)逆向

(4)向左移动 小于

由A.、B.两容器(如图所示),A.容器固定,B.容器可变。一定温度下,在A.中加2 mol N2、3 mol H2发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡时生成NH3的物质的量为n。

(1)相同温度下,在B.中充入4 mol N2、6 mol H2,当B.的压强与A.的压强相等,B.中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量________2n(填“>”、“<”或“=”);当B.的体积与A.的体积相等,B.中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量______2n(填“>”、“<”或“=”)。

(2)相同温度下,保持B.的容积为A.的一半,并加入1 mol NH3,要使B.中反应达到平衡时各物质的量分别与上述A.容器中平衡时相同,则起始时应加入______mol N2和______mol H2。

(1)= > (2)0.5 0

解析 (1)①在恒温恒压下分别在A、B中进行合成NH3的反应,因A、B中起始时反应物都是N2和H2,且物质的量之比都是2∶3,所以建立等效平衡状态。因B中反应物是A的两倍,故B生成NH3的物质的量是2n。②在恒温恒容的条件下,A、B两个容器不能建立等效平衡状态,可以理解为是将①中B的状态压缩至与A等体积的状态即得②中B的状态,相当于给B加压,B中的平衡右移,生成NH3的物质的量必定大于2n。

(2)在恒温恒压下要建立等效平衡状态,当B的容积为A的一半时,B中起始时所加入反应物的物质的量应是A中的一半,换算知,应加入N2 0.5 mol,而不需要再加入H2。

一定温度下,在密闭容器中可逆反应.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态,此时N2的转化率为20%,H2的转化率为50%,则平衡时体系的压强为反应前的( )

A:1/5 B:3/4 C:9/11 D:1/2

工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g).设t℃在容积为2L的密闭容器中充入0.6mol N2和1.6mol H2,反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数为.计算:

(1)达到平衡时H2的物质的量;

(2)t℃该反应的平衡常数.

考点:

化学平衡的计算. .

专题:

化学平衡专题.

分析:

(1)先设氮气的转化率为x,利用三段式,计算平衡时生成氨气的物质的量、剩余氮气的物质的量和剩余氢气的物质的量,再结合氨气的质量分数计算氢气的物质的量;

(2)根据平衡常数K=计算.

解答:

解:(1)设氮气的转化率是x,

                N2   +3H22NH3

起始量(mol)    0.6     1.6         0  

变化量(mol)   0.6x    1.8x         1.2x   

平衡量(mol)0.6(1﹣x) 1.6﹣1.8x     1.2x  

平衡时,NH3的物质的量分数==,

x=66.7%,所以氢气的物质的量为1.6﹣1.8x=0.4 mol,

答:达到平衡时H2的物质的量为0.4mol;

(2)平衡时氮气的物质的量浓度==0.1mol/L,氢气的物质的量浓度==0.2mol/L,氨气的物质的量浓度==0.4mol/L,

平衡常数K===200,

答:该条件下反应的平衡常数为200.

点评:

本题考查了有关化学平衡的计算,难度不大,注意计算化学平衡常数时各物质的浓度必须是平衡时的浓度.

已知合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4 kJ•mol﹣1.

Ⅰ.在体积为5L的恒温、恒容密闭容器甲中,起始时投入2mol N2、3mol H2,经过10s达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为0.8mol.

Ⅱ.在容器乙中,起始时投入3mol N2、b mol H2,维持恒温、恒压达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为1.2mol.此时与容器甲中平衡状态温度相同,相同组分的体积分数都相同.

(1)容器甲10s内用H2表示的平均反应速率v(H2)= 0.024mol•L﹣1•s﹣1 ,达平衡时N2的转化率= 20% .

(2)甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图.t2时改变了某一种条件,改变的条件可能是 升高了温度 、 增大了氨的浓度 (填写两项).

(3)下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态 ACD (填字母).

A.容器乙中的气体密度不再变化

B.氨气的生成速率等于氮气的消耗速率的2倍

C.断裂1mol N≡N键同时断裂6molN.﹣H.键

D.容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化.

考点:

化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算..

专题:

化学平衡专题.

分析:

(1)根据三段式结合题中数据进行计算;

(2)根据图示中t2时的逆反应速率变化及影响化学反应速率的因素判断改变的条件;

(3)根据达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度不变进行判断.

解答:

解:(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

起始量(mol) 2        3          0

转化量(mol)0.4      1.2        0.8

平衡量(mol)1.6      1.8        0.8

v(H2)==0.024mol•L﹣1•s﹣1,

平衡时,氮气的转化率=×100%=20%,

故答案为:0.024mol•L﹣1•s﹣1;20%;

(2)t2时,逆反应速率突然增大,原因可能是使用了催化剂、升高了温度、增大了压强、增大了氨的浓度,而后逆反应速率减小,平衡逆向移动,则只能是t2时增大了氨的浓度或升高了温度,

故答案为:升高了温度;增大了氨的浓度;

(3)判断达到平衡的标准是“变化量不变”,

A、恒温、恒压达到平衡下,容器乙中的气体密度不再变化,说明容器体积不再变化,可以说明反应达到平衡状态,故A正确;

B、氨气的生成速率与氮气的消耗速率都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;

C、断裂1molN≡N键同时断裂6molN﹣H键,即消耗1mol N2的同时消耗2mol NH3,说明正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,故C正确;

D、容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,说明体系中各物质的体积分数不变,反应达到平衡状态,故D正确;

故选:ACD;

点评:

本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算等知识,题目难度中等,要求学生掌握化学平衡状态的判断方法、化学反应速率的计算方法.

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