Question

【題目】氮及其化合物是重要的化工原料

(1)在一定條件下，將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個(gè)10.0L密閉容器中，在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)NH3(g)的平衡濃度如圖所示。其中溫度為T1時(shí)平衡混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為25.0%。當(dāng)溫度由T1變化到T2時(shí)，平衡常數(shù)關(guān)系K1 ______K2(填“＞”、“＜”或“＝”)，焓變△H______0(填“＞”或“＜”)。

(2)一定條件下，某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，下列措施中可采用的是_____(填字母代號(hào))。

a．增大壓強(qiáng) b．適當(dāng)升高溫度 c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑

(3)已知：2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無(wú)色氣體。

① 在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔH________0(填寫(xiě)“>”、“<”或“=”)

② 一定溫度下，在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志 _______。

A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2O4的同時(shí)生成2 nmolNO2

B.用NO2、N2O4的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2:1的狀態(tài)

C.混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)

D.混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)

E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

(4)17℃、1.01×105Pa，往10L密閉容器中充入NO2，達(dá)到平衡時(shí)，c(NO2)=0.2 mol·L-1，c(N2O4)=0.16 mol·L-1。則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)， NO2的轉(zhuǎn)化率為__________；此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________.

Answer 1

【答案】＞ ＜ c < A C E 62% 或61.5% 4

【解析】

（1）由圖可知，溫度越高，平衡時(shí)NH3的濃度越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)K1>K2，溫度越高，K值越小，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

（2）4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，

a.反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)；

b.反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行；

c.增大O2的濃度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大；

d.選擇高效催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡；

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無(wú)色氣體，在上述條件下，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明ΔH-TΔS<0，反應(yīng)的ΔS<0，則滿足ΔH-TΔS<0，則ΔH<0；

②一定溫度下，在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相等；

（4）根據(jù)三段式計(jì)算。

（1）由圖可知，溫度越高，平衡時(shí)NH3的濃度越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)K1>K2，溫度越高，K值越小，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：＞ ； ＜；

（2）4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，

a.反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；

b.反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行，故b錯(cuò)誤；

c.增大O2的濃度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故c正確；

d.選擇高效催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡，故d錯(cuò)誤；

故答案為：c。

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無(wú)色氣體，在上述條件下，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明ΔH-TΔS<0，反應(yīng)的ΔS<0，則滿足ΔH-TΔS<0，則ΔH<0，故答案為：<；

②一定溫度下，在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相等；

A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2O4的同時(shí)生成2 nmolNO2，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等；故A正確；

B.速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.顏色不變，說(shuō)明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D.密度等于氣體質(zhì)量除以體積，反應(yīng)過(guò)程中密度始終不變，混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；

E.反應(yīng)是氣體體積減少的反應(yīng)，質(zhì)量守恒，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，是氣體物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E正確；

故答案為：ACE。

（4）17℃、1.01×105Pa，往10L密閉容器中充入NO2，達(dá)到平衡時(shí)，c(NO2)=0.2 mol·L-1，c(N2O4)=0.16 mol·L-1，

2NO2(g)N2O4(g)

起始（mol·L-1）0.52 0

轉(zhuǎn)化（mol·L-1）0.32 0.16

平衡（mol·L-1）0.2 0.16

NO2的轉(zhuǎn)化率為(0.32 mol·L-1/0.52mol·L-1 )×100％≈62%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K= 0.16

/0.22=4，故答案為：62% 或61.5%； 4。