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氮及其化合物在生产生活中有着重要作用.(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:T/K298398498
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氮及其化合物在生产生活中有着重要作用.
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
①试判断K2K1___(填写“>”“=”或“<”)②在298K时,下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是___(填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2b.v(N2)=3v(H2)c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变
(2)化合物N2H4做火箭发动机的燃料时,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.某同学设计了一个N2H4--空气碱性燃料电池,并用该电池电解100mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图所示.![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_fad9652fa1e68234c4d9648d677c02c4.jpg)
①该燃料电池的负极反应式为;___,②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为___.③在t2时所得溶液的pH为___.(假设溶液体积不变,保留一位小数,lg2=0.3)
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | 4.1×106 | K1 | K2 |
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2b.v(N2)=3v(H2)c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变
(2)化合物N2H4做火箭发动机的燃料时,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.某同学设计了一个N2H4--空气碱性燃料电池,并用该电池电解100mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图所示.
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_fad9652fa1e68234c4d9648d677c02c4.jpg)
①该燃料电池的负极反应式为;___,②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为___.③在t2时所得溶液的pH为___.(假设溶液体积不变,保留一位小数,lg2=0.3)
▼优质解答
答案和解析
(1)①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K21,
故答案为:<;
③a.平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变,但容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为为1:3:2,所以不能作为平衡的标志,故a错误;
b.平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡,即3v(N2)正=v(H2)逆说明反应达到平衡,故b错误;
c.反应前后气体体积减小,若压强不变,说明反应达到平衡,故c正确;
d.反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度不变,所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志,故d错误;
故答案为:c;
(2)①肼燃料电池中,在碱性条件下,N2H4失电子生成氮气与水,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,
故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;
②乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,生成氯气为224mL,由2Cl--2e-=Cl2↑可知,n(NaCl)=2n(Cl2)=
×2=0.02mol,所以c(NaCl)=
=0.2mol/L;
故答案为:0.2mol/L;
③t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,t1~t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L,阳极上生成112mL氧气需要n(OH-)=
=0.02mol,水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子,所以n(H+)=0.02mol,c(H+)=
=0.2mol/L,所以溶液的pH=1-lg2=0.7,
故答案为:0.7.
故答案为:<;
③a.平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变,但容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为为1:3:2,所以不能作为平衡的标志,故a错误;
b.平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡,即3v(N2)正=v(H2)逆说明反应达到平衡,故b错误;
c.反应前后气体体积减小,若压强不变,说明反应达到平衡,故c正确;
d.反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度不变,所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志,故d错误;
故答案为:c;
(2)①肼燃料电池中,在碱性条件下,N2H4失电子生成氮气与水,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,
故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;
②乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,生成氯气为224mL,由2Cl--2e-=Cl2↑可知,n(NaCl)=2n(Cl2)=
0.224L |
22.4L/mol |
0.02mol |
0.1L |
故答案为:0.2mol/L;
③t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,t1~t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L,阳极上生成112mL氧气需要n(OH-)=
0.112L×4 |
22.4L/mol |
0.02mol |
0.1L |
故答案为:0.7.
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