Question

【題目】合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑，其研究來自正確的理論指導(dǎo)，合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如表:

溫度(℃)	360	440	520
K值	0.036	0.010	0.0038

（1） ①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的△H_____0(填填“>”、“”或“<”)。

②下列措施能用勒夏特列原理解釋是______(填序號)。

a.增大壓強有利于合成氨 b.使用合適的催化劑有利于快速生成氨

c.生產(chǎn)中需要升高溫度至500℃左右 d.需要使用過量的N2，提高H2轉(zhuǎn)化率

（2） 0.2mol NH3溶于水后再與含有0.2mol H2SO4的稀溶液完全反應(yīng)放熱Q kJ，請你用熱化學(xué)方程式表示其反應(yīng)式_________________。

（3）常溫時，將a mol 氨氣溶于水后，再通入b mol 氯化氫，溶液體積為1L，且c(NH4+)=c(Cl-)，則一水合氨的電離平衡常數(shù)Kb=_______(用ab 表示)。

（4）原料氣H2可通過反應(yīng)CH4 (g) +H2O (g)CO (g) +3H2(g) 獲取，已知該反應(yīng)中，當(dāng)初始混合氣中的恒定時，溫度、壓強對平衡混合氣CH4含量的影響如圖所示:

①圖中，兩條曲線表示壓強的關(guān)系是: P1__P2(填“>”、“=”或“<”)。

②其它條件一定，升高溫度，氫氣的產(chǎn)率會______(填“增大”，“減小”或“不變”)。

（5）原料氣H2還可通過反應(yīng)CO (g) +H2O (g)CO2 (g) +H2(g) 獲取。

①T℃時，向容積固定為5L的容器中充入1mol H2O (g) 和1mol CO，反應(yīng)達平衡后，測得CO的濃度0.08 mol/L，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_________。

②保持溫度仍為T℃，容積體積為5L，改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比，充入容器進行反應(yīng)，下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是_____(填序號)。

a.容器內(nèi)壓強不隨時間改變

b.混合氣體的密度不隨時間改變

C.單位時間內(nèi)生成a mol CO 的同時消耗a mol H2

d.混合氣中n (CO): n (H2O): D (CO2): n (H2)=1: 16: 6: 6

Answer 1

【答案】 < ad NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)=NH4HSO4(aq)+H2O(l) △H=-5QkJ/mol < 增大 2.25 cd

【解析】

(1)①圖表中平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說明平衡逆向進行,逆向是吸熱反應(yīng),正向是放熱反應(yīng),所以△H <0; 本題答案：< 。
②a.增大壓強,合成氨反應(yīng)向著氣體的系數(shù)和減小的方向進行,有利于合成氨,可以用平衡移動原理解釋,故正確; b.使用合適的催化劑只能加快反應(yīng)速率,但是不會引起平衡的移動,不可以用平衡移動原理解釋,故錯誤; c.合成氨反應(yīng)是放熱的,升高溫度,反應(yīng)逆向移動,生產(chǎn)中需要升高溫度至500左右是為了加快反應(yīng)速率,提高催化活性,不可以用平衡移動原理解釋,故錯誤; d.使用過量的N2,合成氨反應(yīng)正向移動,可以提高H2轉(zhuǎn)化率,可以用平衡移動原理解釋,故正確; 故選:ad;
(2)0.2mol氨氣溶于水后再與含有0,2mol硫酸的溶液反應(yīng)放熱QkJ,則1mol氨氣溶于水后再與含有硫酸的溶液反應(yīng)放熱5QKJ,即 kJ,因此，本題正確答案是:;
(3)根據(jù)電荷守恒,溶液中,故溶液中,溶液中,故混合后溶液中,的電離常數(shù),因此，本題正確答案是:;
(4)①根據(jù)圖象變化分析,相同溫度下,═,反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),壓強越大,平衡逆向進行,甲烷平衡含量越高,所以P2>P1;因此，本題正答案是:;
②壓強一定,溫度升高,甲烷平衡含量減小,平衡正向進行,反應(yīng)是吸熱的,條件一定,升高溫度,氫氣的產(chǎn)率會增大,因此，本題正確答案是:增大;
(5)①根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度,℃時,向容積固定為5L的容器中充入水蒸氣和,反應(yīng)達平衡后,測得CO的濃度為,
═
起始量 0.2 0 0
變化量 0.12 0.12 0.12
平衡量 0.08 0.12 0.12
則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù); 因此，本題正確答案是:2.25;
②化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同,各成分含量保持不變分析選項,═,反應(yīng)是氣體體積不變反應(yīng);
a.反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下壓強相同,容器內(nèi)壓強不隨時間改變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故a不符合;
b.混合氣體質(zhì)量守恒,反應(yīng)前后氣體體積不變,反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下,混合氣體的密度不隨時間改變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故b不符合;
c.單位時間內(nèi)生成的同時消耗,說明二氧化碳或氫氣的正逆反應(yīng)速率相同,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故c符合;
d.混合氣中,根據(jù)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相同,可以利用物質(zhì)的量代替濃度計算濃度商和平衡常數(shù)比較,
,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故d符合;
因此，本題正確答案是:cd.