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10.0L密閉容器中，在不同溫度下達到平衡時NH3(g)的平衡濃度如圖所示。其中溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%。當溫度由T1變化到T2時，平衡常數關系K1 ______K2(填“＞”、“＜”或“＝”)，焓變△H______0(填“＞”或“＜”)。

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

a．增大壓強 b．適當升高溫度 c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑

(3)已知：2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無色氣體。

① 在上述條件下反應能夠自發進行，則反應的ΔH________0(填寫“>”、“<”或“=”)

② 一定溫度下，在密閉容器中反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡，達到平衡狀態的標志 _______。

A.單位時間內生成n mol N2O4的同時生成2 nmolNO2

B.用NO2、N2O4的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2:1的狀態

C.混合氣體的顏色不再改變的狀態

D.混合氣體的密度不再改變的狀態

E.混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態

(4)17℃、1.01×105Pa，往10L密閉容器中充入NO2，達到平衡時，c(NO2)=0.2 mol·L-1，c(N2O4)=0.16 mol·L-1。則反應達到平衡時， NO2的轉化率為__________；此溫度下該反應的平衡常數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NH3的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故平衡常數K1>K2，溫度越高，K值越小，所以正反應是放熱反應；

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

a.反應是氣體體積增大的反應，增大壓強，反應速率增大，平衡逆向移動；

b.反應是放熱反應，適當升高溫度，反應速率增大，平衡逆向進行；

c.增大O2的濃度，平衡正向進行，反應速率增大；

d.選擇高效催化劑只能改變化學反應速率，但不改變化學平衡；

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無色氣體，在上述條件下，反應能夠自發進行，說明ΔH-TΔS<0，反應的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2NO2(g)N2O4(g)達到平衡的標志是正逆反應速率相等；

（4）根據三段式計算。

（1）由圖可知，溫度越高，平衡時NH3的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故平衡常數K1>K2，溫度越高，K值越小，所以正反應是放熱反應，故答案為：＞ ； ＜；

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

a.反應是氣體體積增大的反應，增大壓強，反應速率增大，平衡逆向移動，故a錯誤；

b.反應是放熱反應，適當升高溫度，反應速率增大，平衡逆向進行，故b錯誤；

c.增大O2的濃度，平衡正向進行，反應速率增大，故c正確；

d.選擇高效催化劑只能改變化學反應速率，但不改變化學平衡，故d錯誤；

故答案為：c。

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4為無色氣體，在上述條件下，反應能夠自發進行，說明ΔH-TΔS<0，反應的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2NO2(g)N2O4(g)達到平衡的標志是正逆反應速率相等；

A.單位時間內生成n mol N2O4的同時生成2 nmolNO2，說明正逆反應速率相等；故A正確；

B.速率之比等于化學計量數之比，不能說明反應達到平衡狀態，故B錯誤；

C.顏色不變，說明二氧化氮的濃度不變，反應達到平衡狀態，故C正確；

D.密度等于氣體質量除以體積，反應過程中密度始終不變，混合氣體的密度不再改變的狀態，不能說明反應達到平衡狀態，故D錯誤；

E.反應是氣體體積減少的反應，質量守恒，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態，是氣體物質的量不變，反應達到平衡狀態，故E正確；

故答案為：ACE。

（4）17℃、1.01×105Pa，往10L密閉容器中充入NO2，達到平衡時，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

轉化（mol·L-1）0.32 0.16

平衡（mol·L-1）0.2 0.16

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

/0.22=4，故答案為：62% 或61.5%； 4。