Question

【題目】硝酸是一種重要的化工原料，工業上生產硝酸的過程如下：
（1）以氮氣、氫氣為原料合成氨①下列措施可以提高H2的轉化率是（填選項序號） ．
a．選擇適當的催化劑 b．增大壓強 c．及時分離生成的NH3d．升高溫度
②一定溫度下，在密閉容器中充入1molN2和3molH2發生反應．若容器容積恒定，達到平衡狀態時，容器內的壓強是原來的 ，則N2的轉化率a1=；
若容器壓強恒定，達到平衡狀態時，N2的轉化率為a2 ， 則a2a1（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）以氨氣、空氣為主要原料制硝酸．在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H＞0
該反應的反應速率（v）隨時間（t）變化的關系如下圖所示．若t2、t4時刻只改變一個條件，下列說法正確的是（填選項序號） ．

a．在t1～t2時，可依據容器內氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態
b．在t2時，采取的措施一定是升高溫度
c．在t3～t4時，可依據容器內氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態
d．在t0～t5時，容器內NO2的體積分數在t3時值的最大
（3）硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣．①催化還原法：催化劑存在時用H2將NO2還原為N2 ．
已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol
則H2還原NO2生成水蒸氣反應的熱化學方程式是 ．
②堿液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2 ．

Answer 1

【答案】
（1）bc；12.5%；＞
（2）ad
（3）4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol
【解析】解：（1）①a．選擇適當的催化劑，不會引起化學平衡的移動，故錯誤； b．增大壓強，可以促使化學平衡正向移動，可以提高H2的轉化率，故正確；c．及時分離生成的NH3 ， 可以促使化學平衡正向移動，可以提高H2的轉化率，故正確； d．升高溫度會使得化學平衡逆向移動，降低反應物的轉化率，故D錯誤；故選：bc．②一定溫度下，在1L密閉容器中充入1mol N2和3molH2并發生反應．若容器容積恒定，達到平衡時，氣體的總壓強為原來的 ，依據化學平衡三段式列式計算，設氮氣消耗物質的量為x； N2+3H2=2NH3
起始量（mol） 1 3 0
變化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 1﹣x 3﹣3x 2x
= ，解得：x=0.125mol
則N2的轉化率α（N2）= ×100%=12.5%；隨著反應的進行，氣體的物質的量減小，所以壓強減小，保持恒壓，則相當于在恒容的基礎上加壓，正向移動建立新平衡，所以反應物的轉化率增加，即a2＞a1 ， 所以答案是：12.5%；＞；（2）a．反應是前后系數和變化的反應，可依據容器內氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態，故正確； b．在t2時，正逆反應速率加快，平衡正向移動，采取的措施可以是升高溫度，還可以是加壓，故錯誤； c．容器內氣體的密度等于氣體質量和體積的比值，始終是保持不變的量，所以密度不變的時候反應不一定達到平衡狀態，故錯誤； d．根據影響因素引起的都是平衡正向移動，所以容器內NO2的體積分數始終是減小的，即在t3時容器內NO2的體積分數在t3時值的最大，故正確．故選：ad；（3）已知：Ⅰ、2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.5kJ/molⅡ、N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol由蓋斯定律可知，Ⅰ×2﹣Ⅱ得4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g），故△H=2×（﹣483.5kJ/mol）﹣67.7kJ/mol=﹣1100kJ/mol，故熱化學方程式為：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol，所以答案是：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態本質及特征的相關知識點，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）才能正確解答此題．