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N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4KJ/mol。在500℃...

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-92.4KJ/mol。在500℃、20MPa时,将N2和H2通入到体积为2L的密闭容器中,反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示:

(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)= _______

(2)在10-20min内NH3浓度变化的原因可能是_______(填字母)。

a.加了催化剂          b.降低温度           c.增加NH3的物质的量

(3)该可逆反应达到平衡的标志是___(填字母)

a.3v(H2=2v(NH3

b.混合气体的密度不再随时间变化

c.容器内的总压强不再随时间而变化

d.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2

e.单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2

f.amolN=N键断裂的同时,有6amolN-M键合成

(4)第一次平衡时,平衡常数K1=____(用数学表达式表示)。NH3的体积分数是_____(保留2位小数)。

(5)在反应进行到25min时,曲线发生变化的原因是______

(6)已知:N2(g)+3H22NH3(g)      ΔH=-92.4KJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6KJ/mol

氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式是______

(7)安阳燃料电池具有很大的发展潜力。安阳燃料电池工作原理如图所示:

①b电极的电极反应式是_________

②一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是_____

 

v(NH3)= 0.005 mol/(L·min) a c e 42.86% 移走了生成的氨气(或减小了氨气的浓度) 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH =-1266.0 kJ/mol O2 + 4e- + 2H2O= 4OH- 由于发生4NH3 + 3O22N2 + 6H2O 反应,有水生成,使得溶液逐渐变稀,所以要补充KOH。 【解析】(1)根据反应速率的表达式,c(NH3)=0.1/(2×10)mol/(L·min)=0.005mol/(L·min);(2)由图像可知,各组分物质的量变化增加,,且10min时变化是连续的,20min达到平衡时,N2的物质的量变化量为0.025×4mol=0.1mol,氢气的物质的量变化量为0.025×12mol=0.3mol,NH3物质的量变化量为0.025×8mol=0.2mol,物质的量变化之比等于化学计量时之比,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明使用了催化剂,故选项a正确;(3)a、用不同物质反应速率判断达到平衡,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,v正(H2)向正反应方向进行,v逆(NH3)向逆反应方向进行,v正(H2)/v逆(NH3)=3:2,应是2v正(H2)=3v逆(NH3),故错误;b、组分都是气体,气体质量保持不变,又是恒容状态,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,故错误;c、反应前后气体系数之和不相等,因此压强不变,说明反应达到平衡,故正确;d、因为不知道开始时投入量是多少,因此分子数之比不能判断是否达到平衡,故错误;e、反应方向一正一逆,且等于反应速率之比,因此达到平衡,故正确;f、反应方向都是向正反应方向进行,因此不能说明达到平衡,故错误;(4)根据平衡常数的定义,表达式为K1=c2(NH3)/[c(N2)×c3(H2)],在20min时第一次达到平衡,n(N2)=0.25mol,n(H2)=0.15mol,n(NH3)=0.3mol,因此有K=(0.3/2)2/[(0.25/2)×(0.15/2)3]或者,NH3的体积分数为0.3/(0.25+0.15+0.3)×100%=42.86%;(5)根据图像,第25min时,氨气的量突然减小,而其他物质的量不变,说明此时刻移出NH3或分离出NH3;(6)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),②×3-2×①得出:4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH =-1266.0 kJ/mol ;(7)①根据工作原理,b极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;②总电极反应是4NH3+O22N2+6H2O,KOH的浓度降低,因此需要补充KOH。 【点睛】本题考查化学平衡和速率计算、图象分析,为高频考点, 化学平衡计算常采用“三段式”起始、变化、平衡,根据题目中信息,列出计算式,求出结果;热化学反应方程式的计算,常采用方程式的变形,注意反应热符号的变化和反应热和系数之间的关系,列出目标反应方程式;电极反应式的书写,是高考的高频题,考查了学生分析问题、解决问题的能力,注意电极正负极的判断以及反应式的书写。  
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考点分析:
相关试题推荐

有机物D的合成路线如下所示:

请回答下列问题:

(1)上述过程中,由B→C的有机反应类型为_________

2C在①银氨溶液中发生反应的化学方程式为____________

3)有机物MD的同分异构体,且知M有如下特点:①是苯的对位取代物,②能与NaHCO3反应放出气体,③能发生银镜反应.试写出M的结构简式___________

4)某学生预测ABCD有如下性质,其中正确的是_____________

①化合物A遇氯化铁溶液呈紫色             ②化合物B能与NaHCO3溶液反应

1mol化合物C能与3mol H2反应           1mol化合物D完全燃烧消耗9.5mol O2

5)有机物XC9H9ClO3)经过化学反应也可制得D,则XNaOH醇溶液中反应的化学方程式为 ________

 

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以下元素均为短周期元素:

元素代号

相关信息

M

非金属元素,其气态氢化物的水溶液呈碱性

A

A的单质与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液

B

B的原子最外层电子数是内层电子数的三倍

C

在第三周期中,C的简单离子半径最小

D

A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分

E

所有有机物中都含有E元素

 

(1)B在周期表中的位置______,C离子的结构示意图_______

(2)D的最低价含氧酸的电子式______

(3)M的简单气态氢化物与B的单质形成燃料电池(KOH为电解液),写出其负极反应方程式____。(产物中无有毒有害物质)

(4)A在真空高压下能与由D、E组成的分子呈正四面体结构的化合物Y反应生成2种固体物质,其中一种是自然界中硬度最大的物质。该反应的化学方程式:______

(5)仅由A、B、E组成的一种生活中的常用盐,其中A的质量分数为43%,其水溶液与D单质物质的量比为1:1反应的离子方程式为 ___________

 

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向1L的密闭容器中加入1molX、3molZ和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图一所示。图二为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是

A. Y的起始物质的量为0.5mol

B. 该反应的化学方程式为:2X(g)+Y(g)3Z(g)ΔH<0

C. 若t0=0,t1=10s,则t0-t1阶段的平均反应速率为v(z)=0.03mol/(L﹒s)

D. 反应物X的转化率t6点比t3点高

 

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常温下,取0.2mol/LHX溶液与0.2mol/LNaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,则下列说法(或关系式)正确的是

A. C(Na+)-C(X-)=9.9×10-7mol/L

B. C(Na+)=C(X-)+C(HX)=0.2mol/L

C. C(OH-)-C(HX)=C(H+)=1×10-6mol/L

D. 混合溶液中由水电离出的C(OH-)=10-8mol/L

 

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下列实验操作对应的结论正确的是

选项

试验操作

结论

A

向NH4HSO4溶液中加入NaOH溶液至中性

c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+

B

常温下将铝片插入浓硝酸中无明显变化

浓硝酸与铝片不反应

C

向鸡蛋清溶液中加入浓的(NH42SO4溶液,析出白色物质

蛋白质发生变形而聚沉

D

某溶液含有相同的CI-和CrO42-,逐滴加入AgNO3溶液,已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12

CrO42-先沉淀

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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