Ⅰ、合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义.

Ⅰ、合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义.
(1)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),下列能表示达到平衡状态的是______(填序号).
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
Ⅱ、能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为______;
②100℃时反应的平衡常数为______.
(2)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH (g)生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的[1/2],其他条件不变,对平衡体系产生的影响是______(填字母序号).
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加
D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
E.平衡常数K增大
(3)已知:反应:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-116kJ/mol,H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184kJ/mol
Ⅱ.
请回答:
①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是______.
②断开1mol H-O 键所需能量约为______kJ.
zmcj 1年前 已收到1个回答 举报

浊飘 幼苗

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解题思路:I、(1)当化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、含量不再发生变化,由此衍生的一些物理性不变,以此解答该题;
II、(1)①100°时甲烷的转化率为40%,变化的甲烷为0.4mol,生成的氢气依据反应①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol;可知氢气物质的量为1.2mol,依据反应速率概念计算;
②依据化学平衡三段式计算平衡浓度、根据平衡常数的概念计算得到;
(2)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol;平衡后将容器的容积压缩到原来的[1/2],其他条件不变,体积减小压强增大,反应速率增大,平衡正向进行;(3)①依据热化学方程式的方法和注意问题书写;标注物质聚集状态和焓变;
②依据氢气和氧气反应生成水的焓变和化学键的键能计算,△H=拆化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量.

I、(1)a.该反应随反应进行,气体的总的物质的量进行,压强降低,故混合气体的压强不再发生变化,说明到达平衡,故a正确;
b.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,故b错误;
c.可逆反应到达平衡时,反应混合物各组分的浓度不发生变化,反应容器中N2的物质的量浓度不再发生变化,说明到达平衡,故c正确;
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键,都表示正反应速率,不能说明到达平衡,故d错误;
e.反应混合物平衡时的浓度之比与起始浓度及转化率有关,平衡时可能等于化学计量数之比,也可能不等于,故e错误;
故答案为:a c;
II、(1)①)①100°时甲烷的转化率为40%,变化的甲烷为0.4mol,生成的氢气依据反应①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol;可知氢气物质的量为1.2mol,用H2表示该反应的平均反应速率=

1.2mol
100L
5min=0.0024mol/L•min;故答案为:0.0024mol/L•min;
②依据化学平衡三段式计算平衡浓度、根据平衡常数的概念计算得到
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
起始量(mol/L)0.01 0.02 0 0
变化量(mol/L) 0.004 0.004 0.004 0.012
平衡量(mol/L)0.006 0.016 0.004 0.012
K=
[CO][H 2]3
[CH4][H2O]=
0.004×0.0123
0.006×0.016=7.2×10-5(mol/L)2
故答案为:7.2×10-5(mol/L)2
(2)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol;平衡后将容器的容积压缩到原来的[1/2],其他条件不变,体积减小压强增大,反应速率增大,平衡正向进行.
A、体积减小,c(H2)增大,故A错误;
B、压强增大,正逆反应速率都加快,故B错误;
C、体积减小,压强增大,平衡正向进行,CH3OH的物质的量增加,故C正确;
D、体积减小,压强增大,平衡正向进行,重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)减小,故D正确;
E、平衡常数K只随温度的而变化,故E错误;
故选CD;
(3)①H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184kJ/mol,
依据盖斯定律:①+②×2得到热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ/mol,
故答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ/mol;
②依据反应的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ/mol,
△H=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量=2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6 kJ,
则得到H-O的键能=463.5kJ,故答案为:463.5.

点评:
本题考点: 工业合成氨;热化学方程式;化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系.

考点点评: 本题考查了热化学方程式的书写方法和注意问题,盖斯定律的应用,键能计算焓变的方法,电子式的书写方法,难度较大.

1年前

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