Question

【題目】硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的過(guò)程如下：
（1）以氮?dú)�、氫氣為原料合成氨①下列措施可以提高H2的轉(zhuǎn)化率是（填選項(xiàng)序號(hào)） ．
a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?b．增大壓強(qiáng) c．及時(shí)分離生成的NH3d．升高溫度
②一定溫度下，在密閉容器中充入1molN2和3molH2發(fā)生反應(yīng)．若容器容積恒定，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)是原來(lái)的 ，則N2的轉(zhuǎn)化率a1=；
若容器壓強(qiáng)恒定，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率為a2 ， 則a2a1（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）以氨氣、空氣為主要原料制硝酸．在容積恒定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H＞0
該反應(yīng)的反應(yīng)速率（v）隨時(shí)間（t）變化的關(guān)系如下圖所示．若t2、t4時(shí)刻只改變一個(gè)條件，下列說(shuō)法正確的是（填選項(xiàng)序號(hào)） ．

a．在t1～t2時(shí)，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
b．在t2時(shí)，采取的措施一定是升高溫度
c．在t3～t4時(shí)，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
d．在t0～t5時(shí)，容器內(nèi)NO2的體積分?jǐn)?shù)在t3時(shí)值的最大
（3）硝酸廠(chǎng)常用如下2種方法處理尾氣．①催化還原法：催化劑存在時(shí)用H2將NO2還原為N2 ．
已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol
則H2還原NO2生成水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ．
②堿液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2 ．

Answer 1

【答案】
（1）bc；12.5%；＞
（2）ad
（3）4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol
【解析】解：（1）①a．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，不�?huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，故錯(cuò)誤； b．增大壓強(qiáng)，可以促使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，可以提高H2的轉(zhuǎn)化率，故正確；c．及時(shí)分離生成的NH3 ， 可以促使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，可以提高H2的轉(zhuǎn)化率，故正確； d．升高溫度會(huì)使得化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，降低反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤；故選：bc．②一定溫度下，在1L密閉容器中充入1mol N2和3molH2并發(fā)生反應(yīng)．若容器容積恒定，達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總壓強(qiáng)為原來(lái)的 ，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，設(shè)氮?dú)庀�耗物質(zhì)的量為x； N2+3H2=2NH3
起始量（mol） 1 3 0
變化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 1﹣x 3﹣3x 2x
= ，解得：x=0.125mol
則N2的轉(zhuǎn)化率α（N2）= ×100%=12.5%；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，所以壓強(qiáng)減小，保持恒壓，則相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上加壓，正向移動(dòng)建立新平衡，所以反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增加，即a2＞a1 ， 所以答案是：12.5%；＞；（2）a．反應(yīng)是前后系數(shù)和變化的反應(yīng)，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確； b．在t2時(shí)，正逆反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，采取的措施可以是升高溫度，還可以是加壓，故錯(cuò)誤； c．容器內(nèi)氣體的密度等于氣體質(zhì)量和體積的比值，始終是保持不變的量，所以密度不變的時(shí)候反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤； d．根據(jù)影響因素引起的都是平衡正向移動(dòng)，所以容器內(nèi)NO2的體積分?jǐn)?shù)始終是減小的，即在t3時(shí)容器內(nèi)NO2的體積分?jǐn)?shù)在t3時(shí)值的最大，故正確．故選：ad；（3）已知：Ⅰ、2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.5kJ/molⅡ、N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol由蓋斯定律可知，Ⅰ×2﹣Ⅱ得4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g），故△H=2×（﹣483.5kJ/mol）﹣67.7kJ/mol=﹣1100kJ/mol，故熱化學(xué)方程式為：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol，所以答案是：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）才能正確解答此題．