解题思路:(1)在温度和体积一定的条件下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡时气体总物质的量为0.8×(0.4+0.6)mol=0.8mol,根据N2+3H2⇌2NH3△n=2可知,生成的氨气为0.2mol,再根据v=[△c/t]计算速率;
(2)①合成氨反应为体积减小的放热反应,根据平衡时的特征即正逆反应速率相等,组成不变等判断;
②在①中是恒容条件,而本题是恒压条件,根据合成氨反应为体积减小的可以判断;
③在图2中逆反应速率减小,正反应速率增大,据此判断;
(3)根据盖斯定律可以写出热化学方程式,根据电子得失守恒和元素守恒可以计算出体积比;
(1)在温度和体积一定的条件下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡时气体总物质的量为0.8×(0.4+0.6)mol=0.8mol,根据N2+3H2⇌2NH3△n=2可知,生成的氨气为0.2mol,再根据v=[△c/t]计算得速率为
0.2mol
2L
8min=0.0125mol•L-1•min-1,故答案为:0.0125;
(2)①合成氨反应为体积减小的放热反应,根据平衡时的特征即正逆反应速率相等,组成不变等判断,
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比与起始量有关,与反应是否处于平衡状态无关,故a错误;
b.3v正(N2)=v逆(H2),反应速率等于计量数之比,说明正逆反应速率相等,故b正确;
c.反应处于平衡时,2v正(H2)=3v逆(NH3),故c错误;
d.反应前后压强不变,体积变化,质量守恒,所以混合气体的密度保持不变时说明反应已经处于平衡状态,故d正确;
e.反应前后质量守恒,物质的量变小,所以当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时,说明反应处于平衡状态,故e正确;
故选bde;
②在①中是恒容条件,而本题是恒压条件,达到平衡时压强比①中的大,而反应是体积减小,根据平衡移动原理,可知①中的大,故答案为:变大;
③在图2中逆反应速率减小,正反应速率增大,所以温度和压强都不变,因为温度和压强都只能使正逆反应速率都增大或都减小,所以改变的条件是只有增加反应物浓度,容器体积增大,所以在增大反应物浓度的同时生成物浓度减小,故选c;
(3)在反应①2NH3(g)+5NO2(g)═7NO(g)+3H2O(g)△H=-akJ•mol-1和反应②4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g)△H=-bkJ•mol-1中根据盖斯定律,将(①×6+②×7)/5可得热化学方程式为6NO2(g)+8NH3(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=-[6a+7b/5]kJ•mol-1;
混合气体40.32L为1.8mol,氮气42.56L为1.9mol,根据N原子守恒可求得参加反应的氨的物质的量.
n(NH3)+1.8mol=1.9mol×2,n(NH3)=2mol.
根据氧化还原反应中得失电子守恒可求得NO与NO2的物质的量.
设为NO的物质的量X,NO2的物质的量为(1.8mol-X),
2mol×3=Xmol×2+(1.8-X)mol×4,X=0.6mol,(1.8mol-X)=1.2mol,
NO与NO2体积比为0.6:1.2=1:2,
故答案为6NO2(g)+8NH3(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=-[6a+7b/5]kJ•mol-1:1:2;.
点评:
本题考点: 化学平衡移动原理;反应热和焓变;反应速率的定量表示方法;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;有关混合物反应的计算.
考点点评: 本题主要考查了化学反应速率的计算、平衡状态的判断、热化学反应方程式的书写、氧化还原反应的计算等知识点,难度中等,有一定的综合性.