合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。
(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应,在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c(H2)=9.00 mol·L-1,c(N2)=3.00 mol·L-1,c(NH3)=4.00 mol·L-1,此温度下该反应的平衡常数K=________。
(2)在三个相同容器中各充入1 mol N2和3 mol H2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是________(填字母)。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
(3)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,化学方程式为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·K-1 ·mol-1
该反应在常温下能否自发进行?________(填“能”或“不能”)。
1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)bZ(g)
反应达到平衡后,测得X的转化率为50%。而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4,则a和b的数值可能是( )
A.a=1,b=1 B.a=2,b=1
C.a=2,b=2 D.a=3,b=3
放热反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则 ( )
A.K2和K1的单位均为 mol·L-1
B.K2>K1
C.c2(CO)=c2(H2O)
D.c1(CO)>c2(CO)
一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
E是非金属性最强的元素,M是E的气态氢化物,在固定体积的密闭容器中,气体M存在如下关系:xM(g)Mx(g),反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图。下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式是2HF(HF)2
B.平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3
C.t1时刻,保持温度不变,再充入1 mol M,重新达到平衡时,将增大
D.M的沸点比同主族下一周期元素的气态氢化物沸点低
下列说法正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向