Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）如圖1是1molNO₂氣體和1molCO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂氣體和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4.1×106	K1	K2

①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K=

 

②試判斷K₁

 

K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）
③下列各項能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2     
b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器內(nèi)壓強保持不變                       
d．混合氣體的密度保持不變
（3）對反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0，在溫度分別為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖2所示．下列說法正確的是

 

a．A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C
b．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
c．A、C兩點NO₂的轉(zhuǎn)化率：A＜C
d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進行書寫；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
②根據(jù)升高溫度平衡吸熱方向移動以及平衡逆向移動平衡常數(shù)減小；
③直接標(biāo)志：①速率關(guān)系：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，②反應(yīng)體系中各物質(zhì)的百分含量保持不變．
間接標(biāo)志：①混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變（m+n≠p+q）；②各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變；③各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變；
（3）a、壓強增大，化學(xué)反應(yīng)速率會加快；
b、根據(jù)B、C兩點各組分濃度相等，氣體總物質(zhì)的量不變判斷；
c、加壓平衡正向移動，二氧化氮轉(zhuǎn)化率增大；
d、根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響來回答．

解答： 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；-760.3kJ/mol；
（2）①可逆反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化學(xué)平衡常數(shù)表達式k=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

，
故答案為：

[NH3]2

[N2]?[H2]3

；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，故答案為：＞；
③a．平衡時反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變，但容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比不一定為為1：3：2，所以不能作為平衡的標(biāo)志，故a錯誤；
b．平衡時不同物質(zhì)表示速率之比等于系數(shù)之比說明到達平衡，即3v（N₂）_正=v（H₂）_逆說明反應(yīng)達到平衡，故b錯誤；
c．反應(yīng)前后氣體體積減小，若壓強不變，說明反應(yīng)達到平衡，故c正確；
d．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度不變，所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志，故d錯誤；
故選c；
（3）解：a、C點的壓強大于A點的壓強，壓強越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以反應(yīng)速率C＞A，故a錯誤；
b、B、C兩點各組分濃度相等，氣體總物質(zhì)的量相等，平均相對分子質(zhì)量相等，故b錯誤；
c、從A到C，二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡正向移動，NO₂的轉(zhuǎn)化率：A＜C，故C正確；
D、從B到A，二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)增大，平衡逆向移動，所以是溫度降低的結(jié)果，故d錯誤；
故選c．

點評：本題主要考查了熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的圖象、平衡狀態(tài)的判斷等，題目難度中等，側(cè)重對學(xué)生能力的考查．