Question

【題目】氮是大氣中含量最多的氣體，研究氮及其化合物對人類有重要的意義。

（1）合成氨的原理為：N2(g)+3H22NH3△H=-92.4kJ/mol

①將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達到平衡，平衡時測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉化率為______。

此溫度下該反應的平衡常數K＝__________。

②欲提高H2的轉化率，下列措施可行的是___________。

a．向容器中按原比例再充入原料氣

b．向容器中再充入惰性氣體

c．改變反應的催化劑

d．液化生成物分離出氨

（2）在2L密閉容器中，800℃時反應2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＜0體系中，各成分濃度隨時間的變化如圖：

①用O2表示從0～2s內該反應的平均速率υ＝___________。

②能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是_________。

a．υ(NO2)=2υ(O2)

b．容器內壓強保持不變

c．υ逆(NO)＝2υ正(O2)

d．容器內的密度保持不變

③為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是_________。

a．及時分離出NO2氣體 b．適當升高溫度

c．增大O2的濃度 d．選擇高效的催化劑

（3）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體。4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1對于該反應，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是______(填代號)。

Answer 1

【答案】33.3% 3.7（L/mol）2或（L/mol）2 ad 1.5×10－3mol/(L·s) bc c 乙

【解析】

（1）①利用三段式進行計算

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

起始濃度（molL1） 0.15 0.45 0

起始濃度（molL1） 0.05 0.15 0.1

起始濃度（molL1） 0.1 0.3 0.1

則H2的轉化率=0.15mol/L÷0.45mol/L×100%=33.3%；此溫度下該反應的平衡常數K=(0.1molL1)2÷[0.1mol/L×(0.3molL1)3]= 3.7（L/mol）2。

②a、向容器中按原比例再充入原料氣，壓強增大，平衡向右移動，H2的轉化率增大；b、向容器中再充入惰性氣體，平衡不移動，H2的轉化率不變；c、改變反應的催化劑，平衡不移動，H2的轉化率不變；d、液化生成物分離出氨，平衡向右移動，H2的轉化率增大；

答案選ad。

（2）①根據圖像中各物質濃度改變，可知a為NO2，b為NO，c為O2的，則0～2s內該反應的平均速率υ(O2)=(0.005molL1-0.002molL1)÷2s=1.5×10－3mol/(L·s)。

②a．υ(NO2)=2υ(O2)，沒有注明正反應還是逆反應，不能說明反應是否達到平衡狀態(tài)；b．容器體積不變，所以壓強保持不變可說明反應達到平衡；c．υ逆(NO)＝2υ正(O2)，說明正反應速率等于逆反應速率，反應已達到平衡；d．氣體的質量和體積均為定值，所以容器內的密度保持不變不能說明反應達到平衡；

答案選bc。

③a．及時分離出NO2氣體，反應速率減小，不符合題意；b．因為正反應為放熱反應，所以適當升高溫度平衡向逆反應方向移動，不符合題意；c. 增大O2的濃度, 反應速率增大，且平衡向正反應方向移動，符合題意；d．選擇高效的催化劑，平衡不移動，不符合題意；

答案選c。

（3）溫度升高至T2，正反應速率和逆反應速率都增大，υ正和υ正’不能相連，所以甲圖錯誤；T2溫度高，反應速率大，平衡向逆反應方向移動，NO2的轉化率減小，故圖乙正確；壓強增大，平衡向正反應方向移動，CO的體積分數減小，故圖丙錯誤；答案選乙。