Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖，請(qǐng)寫出 NO 和 CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________。

⑵在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：2NH3(g) N2(g)+3H2(g) △H＞0，其平衡常數(shù) K 與溫度 T 的關(guān)系如下表：

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

①試判斷 K1_________K2（填寫“＞”，“＜”或“＝”）；

②該反應(yīng)的熵變S_________0（填 >、< 或 = ）

③下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________（填字母）；

a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2 b．2υ(NH3)正 ＝ 3υ(H2)逆

c．容器內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變 d．混合氣體的密度保持不變

④一定溫度下，在 1L 密閉容器中充入 1molN2和 3molH2 并發(fā)生反應(yīng)。若容器容積恒定，10min 達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為原來的9/10，則N2的轉(zhuǎn)化率(N2)=_________________

⑶對(duì)反應(yīng) N2O4（g） 2NO2（g） △H > 0 ，在溫度分別為T1、T2 時(shí)，平衡體系中 NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如右圖所示，下列說法正確的是__________。

a．A、C 兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C

b．A、C 兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：A＞C

c．A、C 兩點(diǎn) N2O4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

【答案】NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol1 ＜ ＞ c 20% c d

【解析】

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖，焓變等于反應(yīng)物活化能減去生成物活化能。

⑵①該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)即正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；②該反應(yīng)是氣體體積增加的反應(yīng)，混亂程度增加；③根據(jù)判斷平衡的標(biāo)志的方法進(jìn)行分析；④建立三段式，再根據(jù)平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。

⑶根據(jù)平衡移動(dòng)方法分析。

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖， NO和CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝368 kJ·mol1－134 kJ·mol1＝＋234 kJ·mol1；故答案為：NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol1。

⑵①該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)即正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，因此K1＜K2；故答案為：＜。

②該反應(yīng)是氣體體積增加的反應(yīng)，混亂程度增加，因此反應(yīng)的熵變S＞0；故答案為：＞。

③a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2，不能作為判斷平衡標(biāo)志；b．υ(NH3)正、υ(H2)逆，滿足兩個(gè)不同方向，但速率比不等于計(jì)量系數(shù)之比，因此不能作為判斷平衡標(biāo)志；c．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量等于氣體質(zhì)量除以氣體物質(zhì)的量，氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量增大，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，當(dāng)容器內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變，則達(dá)到平衡；d．混合氣體的密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度始終不變，因此混合氣體的密度保持不變，不能作為判斷平衡的標(biāo)志；故答案為：c。

④一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN2和3molH2并發(fā)生反應(yīng)。，，解得x=0.2，則N2的轉(zhuǎn)化率；故答案為：20%。

⑶a．A、C 兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)壓強(qiáng)大，因此A、C 兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：C＞A；b．A、C 兩點(diǎn)溫度相同，因此A、C 兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)相同；c．從A點(diǎn)到C點(diǎn)，加壓，平衡逆向移動(dòng)，N2O4的轉(zhuǎn)化率減小，因此A、C兩點(diǎn)N2O4的轉(zhuǎn)化率：A＞C；d．B、C兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，從B到A，NO2體積分?jǐn)?shù)增大，平衡正向移動(dòng)，即升溫，因此由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法得到；故答案為：cd。