Question

【題目】硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要原因，一種比較常用的方法是用NH3處理氮的氧化物（NxOy）。完成下列問(wèn)題。

（1）已知：①2NO(g)＝N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

②4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

則用NH3處理NO生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為__。

（2）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。不同溫度下，向三個(gè)一樣的容器中投入相同的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得不同壓強(qiáng)下平衡混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示。

①M點(diǎn)的v正__Q點(diǎn)的v正(填“>”“<”或“＝”)，原因是__。

②維持10MPa、T3℃的條件不變，要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__(任寫一條)。

③圖中三條曲線對(duì)應(yīng)的溫度T1、T2、T3由高到低的順序?yàn)?/span>___。

④恒溫恒容條件下，能說(shuō)明反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__(填選項(xiàng)字母)

A.保持不變

B.3molH－H鍵斷裂的同時(shí)，有2molN－H鍵斷裂

C.2v(N2)=v(NH3)

D.反應(yīng)器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

⑤T3溫度下，將1molN2和3molH2充入2L的恒容密閉容器中反應(yīng)，一段時(shí)間后達(dá)到N點(diǎn)的平衡狀態(tài)，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=__(結(jié)果保留2位小數(shù))，M點(diǎn)與Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為M__Q（填“>”“<”或“＝”）。

Answer 1

【答案】4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) +6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他條件相同，M點(diǎn)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快 增大氮?dú)獾臐舛龋ɑ蚣皶r(shí)分離出氨氣） T3>T2>T1 AD 0.33 =

【解析】

（1）NH3和NO生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的化學(xué)方程式為4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），據(jù)此根據(jù)蓋斯定律得到熱化學(xué)方程式；

（2）①Q、M兩點(diǎn)在同一等溫曲線上，但M點(diǎn)壓強(qiáng)高，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響解答；

②根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素知識(shí)來(lái)回答判斷；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向體積減小的放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時(shí)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，氨氣的含量降低，即溫度越高，氨氣的含量越小，據(jù)此解答；

④反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此判斷；

⑤利用三段式計(jì)算N點(diǎn)各物的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于體積之比計(jì)算平衡時(shí)容器體積，轉(zhuǎn)化為各物質(zhì)的濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算k，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，據(jù)此解答。

（1）NH3和NO生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的化學(xué)方程式為4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），有蓋斯定律①×3+②得到4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=（-177kJ/mol）×3+（-1253.4kJ/mol）-1784.4kJ/mol，故答案為：4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-1784.4kJ/mol；

（2）①Q、M兩點(diǎn)在同一等溫曲線上，但M點(diǎn)壓強(qiáng)高，所以M點(diǎn)反應(yīng)速率大，故答案為：＞，其他條件相同，M點(diǎn)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快；

②一定條件下的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，要提高H2的轉(zhuǎn)化率，即使化學(xué)平衡正向進(jìn)行即可：可以增加反應(yīng)物N2的濃度、分離出NH3（減小生成物的濃度），加入催化劑不會(huì)改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但增加H2的濃度會(huì)使得氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：增大氮?dú)獾臐舛�，或及時(shí)分離出氨氣；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向體積減小的放熱反應(yīng)，溫度越高，氨氣的含量越小，觀察圖象可知：T1時(shí)氨氣含量最高，T3時(shí)氨氣含量最低，所以溫度過(guò)低順序?yàn)椋?/span>T3＞T2＞T1，故答案為：T3＞T2＞T1；

④A、比例式的比值不變，說(shuō)明氫氣、氮?dú)�、氨氣的濃度不變，符合平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B、3molH-H鍵斷裂的同時(shí)，有6molN-H鍵斷裂時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但3molH-H鍵斷裂的同時(shí)，有2molN-H鍵斷裂時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；

C、2v正（N2）=v逆（NH3）時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，但2v（N2）=v（NH3）時(shí)不能確定反應(yīng)是否平衡：可能是正向進(jìn)行，也可能達(dá)到平衡，還可能是逆向進(jìn)行，故C錯(cuò)誤；

D、反應(yīng)正向進(jìn)行，氣體體積減小，壓強(qiáng)隨之減小，反應(yīng)逆向進(jìn)行，氣體體積增大，壓強(qiáng)隨之增大，所以壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確；故答案為：AD；

⑤反應(yīng)的三段式：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol） 1 3 0

變化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol） 1-x3-3x2x

平衡時(shí)氨氣的含量為20%，即×100%=20%，x=mol，N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為mol、2mol、mol，容器的體積為2L，即c（N2）=c（NH3）=mol/L，c（H2）=1mol/L，平衡常數(shù)k===0.33；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，M點(diǎn)與Q點(diǎn)溫度相同，故平衡常數(shù)相等，故答案為：0.33； =。