Question

【題目】硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要原因，一種比較常用的方法是用NH3處理氮的氧化物（NxOy）。完成下列問題。

（1）已知：①2NO(g)＝N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

②4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

則用NH3處理NO生成氮氣和氣態水的熱化學方程式為__。

（2）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。不同溫度下，向三個一樣的容器中投入相同的反應物進行反應，測得不同壓強下平衡混合物中NH3的物質的量分數如圖所示。

①M點的v正__Q點的v正(填“>”“<”或“＝”)，原因是__。

②維持10MPa、T3℃的條件不變，要提高H2的轉化率，可以采取的措施是__(任寫一條)。

③圖中三條曲線對應的溫度T1、T2、T3由高到低的順序為___。

④恒溫恒容條件下，能說明反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到平衡狀態的是__(填選項字母)

A.保持不變

B.3molH－H鍵斷裂的同時，有2molN－H鍵斷裂

C.2v(N2)=v(NH3)

D.反應器中的壓強不再發生變化

⑤T3溫度下，將1molN2和3molH2充入2L的恒容密閉容器中反應，一段時間后達到N點的平衡狀態，則反應的平衡常數為K=__(結果保留2位小數)，M點與Q點對應的平衡常數大小關系為M__Q（填“>”“<”或“＝”）。

Answer 1

【答案】4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) +6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他條件相同，M點壓強大，反應速率快 增大氮氣的濃度（或及時分離出氨氣） T3>T2>T1 AD 0.33 =

【解析】

（1）NH3和NO生成氮氣和氣態水的化學方程式為4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），據此根據蓋斯定律得到熱化學方程式；

（2）①Q、M兩點在同一等溫曲線上，但M點壓強高，根據壓強對化學反應速率影響解答；

②根據影響化學平衡移動的因素知識來回答判斷；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向體積減小的放熱反應，壓強相同時，升高溫度，平衡逆向進行，氨氣的含量降低，即溫度越高，氨氣的含量越小，據此解答；

④反應到達平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發生變化，據此判斷；

⑤利用三段式計算N點各物的物質的量，再根據物質的量之比等于體積之比計算平衡時容器體積，轉化為各物質的濃度代入平衡常數表達式計算k，平衡常數只與溫度有關，據此解答。

（1）NH3和NO生成氮氣和氣態水的化學方程式為4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），有蓋斯定律①×3+②得到4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=（-177kJ/mol）×3+（-1253.4kJ/mol）-1784.4kJ/mol，故答案為：4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-1784.4kJ/mol；

（2）①Q、M兩點在同一等溫曲線上，但M點壓強高，所以M點反應速率大，故答案為：＞，其他條件相同，M點壓強大，反應速率快；

②一定條件下的密閉容器中，反應達到平衡后，要提高H2的轉化率，即使化學平衡正向進行即可：可以增加反應物N2的濃度、分離出NH3（減小生成物的濃度），加入催化劑不會改變反應物的轉化率，但增加H2的濃度會使得氫氣的轉化率減小，故答案為：增大氮氣的濃度，或及時分離出氨氣；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向體積減小的放熱反應，溫度越高，氨氣的含量越小，觀察圖象可知：T1時氨氣含量最高，T3時氨氣含量最低，所以溫度過低順序為：T3＞T2＞T1，故答案為：T3＞T2＞T1；

④A、比例式的比值不變，說明氫氣、氮氣、氨氣的濃度不變，符合平衡狀態的本質特征，即反應達到平衡狀態，故A正確；

B、3molH-H鍵斷裂的同時，有6molN-H鍵斷裂時，反應達到平衡狀態，但3molH-H鍵斷裂的同時，有2molN-H鍵斷裂時，反應正向進行，故B錯誤；

C、2v正（N2）=v逆（NH3）時，反應達到平衡，但2v（N2）=v（NH3）時不能確定反應是否平衡：可能是正向進行，也可能達到平衡，還可能是逆向進行，故C錯誤；

D、反應正向進行，氣體體積減小，壓強隨之減小，反應逆向進行，氣體體積增大，壓強隨之增大，所以壓強不變，反應達到平衡，故D正確；故答案為：AD；

⑤反應的三段式：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol） 1 3 0

變化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol） 1-x3-3x2x

平衡時氨氣的含量為20%，即×100%=20%，x=mol，N2、H2、NH3的物質的量分別為mol、2mol、mol，容器的體積為2L，即c（N2）=c（NH3）=mol/L，c（H2）=1mol/L，平衡常數k===0.33；平衡常數只與溫度有關，M點與Q點溫度相同，故平衡常數相等，故答案為：0.33； =。