Question

氮是大氣中含量最多的氣體，研究氮及其化合物對人類有重要的意義。

（1）合成氨的原理為：N2(g)+3H22NH3 △H= - 92.4kJ/mol

①將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達到平衡，平衡時測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為       。

此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ 。

②欲提高H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是       。

a．向容器中按原比例再充入原料氣

b．向容器中再充入惰性氣體

c．改變反應(yīng)的催化劑

d．液化生成物分離出氨

（2）在2L密閉容器中，800℃時反應(yīng)2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＜0體系中，各成分濃度隨時間的變化如圖：

①用O2表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝___________。

②能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_________。

a．v(NO2)=2v(O2)

b．容器內(nèi)壓強保持不變

c．v逆(NO)＝2v正(O2)

d．容器內(nèi)的密度保持不變

③為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是_________。

a．及時分離出NO2氣體 b．適當升高溫度

c．增大O2的濃度 d．選擇高效的催化劑

（3）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1對于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是______(填代號)。

 

 

Answer 1

（1）33.3% （2分） K=3.7（L/mol）2 或100/27（L/mol）2 （2分） ②ad（2分）

（2）① 1.5×10－3mol/(L·s) （2分） ②b c （2分） ③c（1分）

（3）乙 （1分）

【解析】

試題分析：⑴ ① N2(g) + 3H2 2NH3 △H＝－92.4kJ/mol

起始濃度：0.15mol/L 0.45mol/L 0

變化量： 0.05mol/L 0.15mol/L 0.1mol/L

平衡濃度：0.1mol/L 0.3mol/L 0.1mol/L

因此該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為：

平衡常數(shù)為：

②a．向容器中按原比例再充入原料氣，可以引入假想狀態(tài)，讓按原比例充入的原料氣充入一個體積相等，溫度相等的容器中與原來的達到等效平衡，然后將這兩個容器等壓下合并，此刊轉(zhuǎn)化率不變，這時，將容器壓縮至原來的體積，相當于增大壓強，平衡向右移動，氫氣轉(zhuǎn)化率增大； b．向容器中再充入惰性氣體，容器體積不變，各組分的濃度不變，平衡不發(fā)生移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率是不變的；c．改變反應(yīng)的催化劑，只能改變化學反應(yīng)的速率，不能改變各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；d．液化生成物分離出氨，減小了生成物的濃度，平衡正向移動，增大了氫氣的轉(zhuǎn)化率。

⑵①從圖中三條線的變化趨勢經(jīng)及變化量的大小，可知a線對應(yīng)的是二氧化氮；b線對應(yīng)的是一氧化氮；c線對應(yīng)的是氧氣。所以：

②a．v(NO2)=2v(O2) 這種關(guān)系是始終存在的，不能作為反應(yīng)達到平衡的標志；b．容器內(nèi)壓強保持不變，表明容器內(nèi)的各組分的總的分子數(shù)不變了，若正向移動，是分子總數(shù)減小的方向，若逆向移動，是分子總數(shù)增大的方向，因此，當容器內(nèi)壓強保持不變的時候，表明達到了平衡狀態(tài)；c．v逆(NO)＝2v正(O2)：

①，這個關(guān)系在反應(yīng)中是始終存在的；若達到平衡狀態(tài)，則有：②，將②代入①可得：，也就是v逆(NO)＝2v正(O2)，正確；d．容器內(nèi)的密度保持不變，這是一個體積不變的氣體之間的反應(yīng)，不管反應(yīng)到什么程度，容器內(nèi)的密度始終保持不變，因此該選項不能作為反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志。因此該題選bc。③a．及時分離出NO2氣體，會使得反應(yīng)速率減慢，錯誤；b．適當升高溫度，反應(yīng)速率加快，但反應(yīng)逆向移動，錯誤；c．增大O2的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動，正確；d．選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，錯誤。

⑶甲圖中，在第一次達到平衡后，升高溫度到T2，正逆反應(yīng)速率都是增大的，因此甲錯誤；乙圖中，遵循“先拐先平，數(shù)值大”，且在高溫時，正向是放熱的，升溫平衡會逆向移動，使得二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小。乙圖正確；丙圖中隨著壓強的增大，平衡正向移動，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，但含量逐漸的降低。丙圖錯誤。

考點：考查化學反應(yīng)速率、化學平衡及其移動。