從能量的變化和反應的快慢等角度研究化學反應具有重要意義。(1)已知一定條件下,反應N2+3H22NH3為放熱反...
問題詳情:
從能量的變化和反應的快慢等角度研究化學反應具有重要意義。
(1)已知一定條件下,反應N2+3H22NH3為放熱反應;:
①下圖能正確表示該反應中能量變化的是________;
②根據下表資料,計算生成1molNH3時該反應放出的熱量為______kJ;
化學鍵 | H-H | N≡N | N-H |
斷開1mol鍵所吸收的能量 | 436kJ | 946kJ | 391kJ |
③一定溫度下,將3molH2和1molN2通入容積為2 L的密閉容器中發生反應。若5min達到平衡,測得c(NH3)=0.4mol/L,則0至5min內N2的平均化學反應速率v(N2)=______,反應開始與平衡時氣體的物質的量之比為__________;若達到平衡時,該容器內混合氣體總壓強為p,混合氣體起始壓強為p0 ,請用p0、p來表示達到平衡時H2的轉化率為__________。
④ 在③反應條件下,能夠判斷該反應已經達到化學平衡狀態的是______________。
A.容器內混合氣體密度不變
B.混合氣體的壓強不變
C.單位時間內生成n mol N2 的同時生成2n mol NH3
D. v (N2)=2v(NH3)
(2)原電池可將化學能轉化為電能。由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗:
①裝置*中SO向________ 極移動(填“A”或“B”);
②四種金屬活動*由強到弱的順序是_____________;
③若裝置*中的電極為質量相等的鐵棒和銅棒,電池工作一段時間後,取出洗淨、乾燥、稱量,兩電極質量差為6g,則導線中通過電子的物質的量為______mol。
【回答】
A 46 0.04moI/(L·min) 5:4 ( 2P0-2P)/ P0 BC A D>A>B>C 0.1
【解析】
(1) ①反應物總能量比生成物總能量高的反應為放熱反應,故選A; ②根據斷開1mol化學鍵所吸收的能量進行計算反應熱=946+3×436-6×391=-92kJ/mol,則反應生成1mol氨氣放出的熱量為46kJ。③用氨氣計算反應速率為 mol/(L·min),根據氨氣和氮氣的化學計量數分析,氮氣的反應速率表示為0.04mol/(L·min);根據化學方程式進行計算
N2+3H22NH3
起始物質的量濃度 0.5 1.5 0
改變物質的量濃度 0.2 0.6 0.4
平衡物質的量濃度 0.3 0.9 0.4
反應開始與平衡時氣體的物質的量之比等於濃度比,等於(0.5+1.5):(0.3+0.9+0.4)=5:4;
N2+3H22NH3
起始物質的量濃度 0.5 1.5 0
改變物質的量濃度 x 3x 2x
平衡物質的量濃度0.5-x 1.5-3x 2x
則有(0.5-x+1.5-3x+2x)/(0.5+1.5)=P/ P0,計算x=(P0-P)/ P0,則*氣的轉化率為{3(P0-P)/ P0}/1.5=(2P0-2P)/ P0; ④A.因為反應體系全為氣體,容器的體積不變,所以密度始終不變,所以密度不變不能說明反應到平衡;B.反應前後氣體的總物質的量改變,所以壓強不變可以說明反應到平衡,故正確;C.說明的正反應速率和逆反應速率相等,反應到平衡,故正確;D.沒有說明反應速率的方向,不能確定平衡,故錯誤。故選BC;(2)①裝置*B上有氣體產生,說明該電極為正極,則溶液中的*離子即硫*根離子向負極移動,即向A電極移動,故選A;②裝置*中B上有氣體產生,說明B為正極,則A比B活潑,裝置乙中D不斷溶解,說明D為負極,活動*比A強,裝置*中C的質量增加,說明其為正極,則B的活動*強於C,所以金屬活動*由強到弱的順序為D>A>B>C;③裝置*中,鐵溶解,銅電極上析出銅單質,原來質量相等,電池工作一段時間後兩電極質量差為6克,說明反應生成的銅和反應消耗的鐵的質量差為6克,假設原電極的質量為mg,則有m+mCu-(m-mFe)=6,則有mCu+mFe=6,結合方程式分析,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,鐵和銅的物質的量相等,則說明有0.05mol鐵反應,轉移電子為0.1mol。
【點睛】有關化學平衡的判斷是常考內容,通常有直接標誌和間接標誌兩大類。
一、直接標誌:正反應速率=逆反應速率
注意反應速率的方向必須有正向和逆向。同時要注意物質之間的比例關係,必須符合方程式中的化學計量數的比值。
二、間接標誌
各物質的濃度不變。
2.、各物質的百分含量不變。
對於氣體體積前後改變的反應,壓強不變是平衡的標誌。
對於氣體體積前後不改變的反應,壓強不能做標誌。
對於恆溫恆壓條件下的反應,氣體體積前後改變的反應密度不變是平衡標誌。
對於恆溫恆容下的反應,有非氣體物質的反應,密度不變是平衡標誌。
知識點:化學反應原理綜合考查
題型:填空題
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