Question

【題目】Ⅰ、氨氣有廣泛用途，工業(yè)上利用反應(yīng)N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) H<0合成氨，回答以下問題：

（1）某小組為了探究外界條件對反應(yīng)的影響，以c0 mol/L H2參加合成氨反應(yīng)，在a、b兩種條件下分別達到平衡，如圖A。

①有同學(xué)認為由條件a到b可能是加了催化劑。這種分析正確嗎？理由是______。

②在a條件下t1時刻將容器體積壓縮至原來的1/2，t2時刻重新建立平衡狀態(tài)。請在答題卡相應(yīng)位置畫出t1時刻后c(H2)的變化曲線并作相應(yīng)的標(biāo)注______。

（2）某小組往一恒溫恒壓容器充入9mol N2和23mol H2模擬合成氨反應(yīng)，圖B為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分數(shù)與總壓強（p）的關(guān)系圖。

① 比較T1、T3的大小T1____T3（填“<”或“>”）。

②分析體系在T2、60MPa下達到的平衡，此時H2的平衡分壓為____MPa（分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。

Ⅱ.工業(yè)上常用反應(yīng)2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)，△H=QkJ/mol實現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。設(shè)起始時容器中只有NO2，平衡時三種物質(zhì)的物質(zhì)的量與溫度關(guān)系如圖所示。

則

①Q(mào)_____0(填“> ”、“= ”或“< ").

②下列關(guān)于該反應(yīng)說法不正確的是____

A.在恒溫恒容的條件下，容器內(nèi)氣體顏色不變，說明該反應(yīng)達到反應(yīng)限度

B.如將該反應(yīng)條件降低由恒溫恒容改為恒溫恒壓，O2的百分含量將減小

C.在恒溫恒容時，向平衡體系通入NO2，平衡正向移動，但NO2轉(zhuǎn)化率將降低

D.增大壓強，平衡逆向移動，說明逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小。

③A點時，設(shè)容器的總壓為a Pa，則其平衡常數(shù)Kp為____（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。B點時，NO2的轉(zhuǎn)化率為____。

Ⅲ. N2O5(g)的分解存在兩個平衡：①N2O5(g) N2O3(g)+O2（g）; ②N2O3(g) N2O(g)+O2（g）T0C時，在一個2L的固定容積的密閉容器中，充入2 mol N2O5，平衡時測得N2O的濃度為0.25 mol/L，O2的濃度為0.75mol/L，則N2O的物質(zhì)的量為__ mol，此時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為____ 。

Answer 1

【答案】錯誤，催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變平衡＜15>BDa/566.7%（或2/3）0.50.375

【解析】

Ⅰ、（1）①從圖像可知，在a、b兩種條件下達到的平衡不同，不可能是使用催化劑，催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變平衡；

因此，本題正確答案是：錯誤，催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變平衡；

②體積縮小1/2，氫氣的濃度會從c1突增到2 c1，然后根據(jù)縮小體積、增大壓強，平衡右移，氫氣的濃度減少但始終在c1與2 c1之間，畫出t1時刻后c(H2)的變化曲線為：；

因此，本題正確答案是： 。

（2）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)壓強不變的情況下，降低溫度，平衡右移，氨氣的體積分數(shù)增大，從圖像看出，T1小于T3；

因此，本題正確答案是：<。

②設(shè)氮氣的變化量為xmol，根據(jù)反應(yīng)，

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始量 9 23 0

變化量 x 3 x 2 x

平衡量 9- x 23-3x 2 x

氨氣的體積分數(shù)= 2x÷(9- x+ 23-3x+2x)=60%，解之x=6mol；把x=6帶入下式可得：

H2的物質(zhì)的量分數(shù)=（23-3x）÷(9- x+ 23-3x+2x)=，此時H2的平衡分壓為60×1/4=15；

因此，本題正確答案是：15；

Ⅱ. ①根據(jù)圖像曲線變化，隨溫度升高，N2和O2濃度增大，NO2濃度減小，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0，

②A.容器內(nèi)氣體顏色不變，說明濃度不變，該反應(yīng)達到反應(yīng)限度，故A正確；

B.反應(yīng) 2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)為氣體體積增大的反應(yīng)，如將該反應(yīng)條件由恒溫恒容改為恒溫恒壓，相當(dāng)于減小壓強，平衡正向移動，O2的百分含量將增大，故B錯誤；

C.在恒溫恒容時，向平衡體系通入NO2，相當(dāng)于加壓，平衡逆向移動，NO2轉(zhuǎn)化率降低，故C正確；

D.增大壓強，正逆反應(yīng)速率都增大，但逆反應(yīng)速率增大倍數(shù)大于正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，平衡逆向移動，故D錯誤；

答案選BD。

③根據(jù)化學(xué)方程式2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)及圖示數(shù)據(jù)，A點時，NO2是10mol，O2是10mol，N2是5mol，因為容器的總壓為a Pa，所以N2的分壓是 a Pa，NO2和O2的分壓都是 a Pa，則平衡常數(shù)Kp=== a/5 Pa。

B點時，N2和NO2的物質(zhì)的量相等，設(shè)為xmol，則O2為2xmol，NO2轉(zhuǎn)化率為×100%=66.7%（或2/3）。

因此，本題正確答案是：a/5 Pa；66.7%（或2/3）；

Ⅲ.設(shè)平衡時剩余N2O5的物質(zhì)的量是x，所以消耗N2O5是2－x，則反應(yīng)①中生成N2O3和氧氣都是2－x。由于平衡時O2為0.75mol/L×2L=1.5mol，N2O為0.25 mol/L×2=0.5mol，所以反應(yīng)②中生成氧氣是0.5mol，則消耗N2O3是0.5mol，所以有（2－x）－0.5＝0.25mol/L×2，解得x＝1mol，

此時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K===0.375，

因此，本題正確答案是：0.5；0.375。