Question

11．氨氣和氧氣從145℃就開(kāi)始反應(yīng)，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物（如下圖）：
4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O；
4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O
溫度較低時(shí)以生成N₂為主，溫度高于900℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降的原因生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降；進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸．
（4）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．
①一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應(yīng)：2N₂O₅（g）═4NO₂（g）+O₂（g）△H＞0，如表為反應(yīng)在T₁溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

t/s	0	500	1000
c（N2O5）/mol•L-1	5.00	3.52	2.48

則500s內(nèi)NO₂的生成速率可表示為0.00296 mol•L^-1•s^-1．
②下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是BD．
A．單位時(shí)間內(nèi)生成2mol NO₂的同時(shí)消耗了lmol N₂O₅     B．混合氣體的顏色不再發(fā)生變化
C．混合氣體的密度保持不變          D．在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化．

Answer 1

分析 要結(jié)合圖象來(lái)進(jìn)行解答，對(duì)于生成NO的反應(yīng)，一開(kāi)始反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，當(dāng)NO達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，溫度在升高，平衡就向著氨氣減少的方向進(jìn)行；
（4）①500s內(nèi)N₂O₅的濃度變化為（5-3.52）mol/L=1.48mol/L，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算N₂O₅的分解速率；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)．

解答 解：由圖象可知在溫度較低時(shí)生成氮?dú)猓疁囟雀哂?00℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降是因?yàn)榉磻?yīng)4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升溫平衡逆向進(jìn)行．故產(chǎn)率降低．吸收塔中需要補(bǔ)充空氣是增加反應(yīng)物的濃度，使平衡向正向移動(dòng)，進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸．
故答案為：N₂；生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降；進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸；
（4）①由表中數(shù)據(jù)可知，500s內(nèi)N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率為$\frac{1.48mol/L}{500s}$=0.00296 mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.00296 mol•L^-1•s^-1；
②A．單位時(shí)間內(nèi)生成2molNO₂的同時(shí)消耗了lmol N₂O₅不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，故錯(cuò)誤；
B．混合氣體的顏色不再發(fā)生變化，證明二氧化氮的濃度不隨時(shí)間的變化而變化，達(dá)到了平衡，故正確；
C．混合氣體的密度等于質(zhì)量和體積的比值，始終是一個(gè)定值，所以密度保持不變的狀態(tài)不一定平衡，故C錯(cuò)誤；
D．在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化，說(shuō)明溫度不再變化，達(dá)到了平衡，故D正確．
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及反應(yīng)速率的計(jì)算知識(shí)，難度不大，注意當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，但不為0．