Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖，請寫出 NO 和 CO2反應的熱化學方程式_________。

⑵在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：2NH3(g) N2(g)+3H2(g) △H＞0，其平衡常數(shù) K 與溫度 T 的關系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4.1×106	K1	K2

①試判斷 K1_________K2（填寫“＞”，“＜”或“＝”）；

②該反應的熵變S_________0（填 >、< 或 = ）

③下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_________（填字母）；

a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2 b．2υ(NH3)正 ＝ 3υ(H2)逆

c．容器內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變 d．混合氣體的密度保持不變

④一定溫度下，在 1L 密閉容器中充入 1molN2和 3molH2 并發(fā)生反應。若容器容積恒定，10min 達到平衡時，氣體的總物質(zhì)的量為原來的9/10，則N2的轉(zhuǎn)化率(N2)=_________________

⑶對反應 N2O4（g） 2NO2（g） △H > 0 ，在溫度分別為T1、T2 時，平衡體系中 NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如右圖所示，下列說法正確的是__________。

a．A、C 兩點的反應速率：A＞C

b．A、C 兩點的化學平衡常數(shù)：A＞C

c．A、C 兩點 N2O4的轉(zhuǎn)化率：A＞C

d．由狀態(tài) B 到狀態(tài) A，可以用加熱的方法

Answer 1

【答案】NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol1 ＜ ＞ c 20% c d

【解析】

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖，焓變等于反應物活化能減去生成物活化能。

⑵①該反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應即正向移動，平衡常數(shù)增大；②該反應是氣體體積增加的反應，混亂程度增加；③根據(jù)判斷平衡的標志的方法進行分析；④建立三段式，再根據(jù)平衡時混合氣體的物質(zhì)的量進行計算。

⑶根據(jù)平衡移動方法分析。

⑴根據(jù)下面能量變化示意圖， NO和CO2反應的熱化學方程式NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝368 kJ·mol1－134 kJ·mol1＝＋234 kJ·mol1；故答案為：NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol1。

⑵①該反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應即正向移動，平衡常數(shù)增大，因此K1＜K2；故答案為：＜。

②該反應是氣體體積增加的反應，混亂程度增加，因此反應的熵變S＞0；故答案為：＞。

③a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2，不能作為判斷平衡標志；b．υ(NH3)正、υ(H2)逆，滿足兩個不同方向，但速率比不等于計量系數(shù)之比，因此不能作為判斷平衡標志；c．混合氣體平均相對分子質(zhì)量等于氣體質(zhì)量除以氣體物質(zhì)的量，氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量增大，混合氣體平均相對分子質(zhì)量減小，當容器內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變，則達到平衡；d．混合氣體的密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度始終不變，因此混合氣體的密度保持不變，不能作為判斷平衡的標志；故答案為：c。

④一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN2和3molH2并發(fā)生反應。，，解得x=0.2，則N2的轉(zhuǎn)化率；故答案為：20%。

⑶a．A、C 兩點溫度相同，C點壓強大，因此A、C 兩點的反應速率：C＞A；b．A、C 兩點溫度相同，因此A、C 兩點的化學平衡常數(shù)相同；c．從A點到C點，加壓，平衡逆向移動，N2O4的轉(zhuǎn)化率減小，因此A、C兩點N2O4的轉(zhuǎn)化率：A＞C；d．B、C兩點壓強相同，從B到A，NO2體積分數(shù)增大，平衡正向移動，即升溫，因此由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法得到；故答案為：cd。