Question

【題目】氮的氧化物NO3是常見(jiàn)的大氣污染物，化學(xué)上采用NH3處理NxOy不僅可以消除污染，還可作為工業(yè)生產(chǎn)的能量來(lái)源。

(1)已知：I.2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

II.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

則用NH3處理NO生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為__________________。

(2)已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0。不同溫度下，向三個(gè)一樣的容器中投入相同的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得不同壓強(qiáng)下平衡混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示。

①M點(diǎn)的v正_________Q點(diǎn)的v正(填“>”“<”或“=”)，原因是________________________。

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

③圖中三條曲線對(duì)應(yīng)的溫度T1、T2、T3由高到低的順序?yàn)?/span>__________________。

④恒溫恒容條件下，能說(shuō)明反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填選項(xiàng)字母)

A.c2(NH3)/[c(N2 )c3(H2)]保持不變

B.3mol H－H鍵斷裂的同時(shí)，有2mol N－H鍵斷裂

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

D.反應(yīng)器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

⑤T3溫度下，將1molN2和3molH2充入2L的密閉容器中，維持壓強(qiáng)為60MPa不變，達(dá)到N點(diǎn)的平衡狀態(tài)，反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)Kc=_____________ (mol/L)－2(用最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)表示)，M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)_________(填“大”“小”或“相等”)。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他條件相同，M點(diǎn)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快 增大氮?dú)獾臐舛�，也可以及時(shí)分離出氨氣 T3>T2>T1 AD 大

【解析】

(1) I×3+ II得到熱方程式為： 4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

故答案為：4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

(2) ①其他條件相同，M點(diǎn)的壓強(qiáng)大于Q點(diǎn)，所以M點(diǎn)的速率大于Q點(diǎn)；

故答案為：>，其他條件相同，M點(diǎn)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快；

②維持10MPa、T3℃的條件不變，要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可增大氮?dú)獾臐舛�，也可以及時(shí)分離出氨氣；

故答案為：增大氮?dú)獾臐舛�，也可以及時(shí)分離出氨氣；

③該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高向吸熱方向移動(dòng)，所以溫度越高，氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越低，故T3>T2>T1；

故答案為：T3>T2>T1；

④A.化學(xué)平衡時(shí)，各組分的濃度不再改變，故A達(dá)到 ；

B. 化學(xué)平衡時(shí)3mol H－H鍵斷裂的同時(shí)，應(yīng)該有6mol N－H鍵斷裂，故B不是；

C.化學(xué)平衡時(shí)，需正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故C不是；

D. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，壓強(qiáng)不再改變，即各組分濃度不再改變，故D達(dá)到；

故選AD；

⑤由于保持壓強(qiáng)不變，所以達(dá)到平衡時(shí)，體積減小，根據(jù)反應(yīng)方程式N2 + 3H2 = 2NH3 ，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，N2的變化量為xmol，

即 N2 + 3H2 = 2NH3

初始狀態(tài) 1mol 3mol 0

平衡時(shí)變化量 xmol 3xmol 2xmol

平衡時(shí)狀態(tài) (1-x)mol (3-3x)mol 2xmol 根據(jù)圖像可知，其中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%，

可得到關(guān)系：×100%=20%，得到x=mol，由于壓強(qiáng)不變，即體系體積減小，根據(jù)物質(zhì)的量之比等于體積之比，可得到平衡時(shí)體系的體積為：=，a=L，Kc==；由于T2<T3，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K減小，故M點(diǎn)的平衡常數(shù)大于N點(diǎn)的平衡常數(shù)；

故答案為：，大；