Question

【題目】某同學利用如圖裝置模擬工業(yè)生產制備了少量硝酸，請結合所學知識完成下列問題。

（1）實驗時先用酒精噴燈加熱催化劑，然后通入反應氣體，當催化劑紅熱后撤離酒精噴燈，催化劑始終保持紅熱，溫度可達到700℃以上。下列圖示中，能夠正確表示該反應過程能量變化的是_____（填字母）。

A.

B.

C.

（2）高溫時，2NO2（g）2NO（g）+O2（g），因此氨氣與氧氣反應難以生成NO2。根據下列數據計算，當2molNO2分解時，反應會_____（填“吸收”或“放出”）_____kJ能量。

NO2(g)N(g)+2O(g)

NO(g)N(g)+O(g)

O2(g)2O(g)

（3）在2L的密閉絕熱容器中，通入等物質的量的NO和O2氣體，n(NO)隨時間的變化如下表：

t/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	0.020	0.012	0.008	0.005	0.004	0.004

①反應開始至第2s時，NO的平均反應速率為_____。

②在第5s時，O2的轉化率為_____。

③容器中混合氣體壓強與反應開始時的壓強比值為_____。

④下列能說明反應已達平衡的是_____。

a.單位時間內，每生成一定物質的量濃度的NO，同時有相同物質的量濃度的/span>NO2生成

b.氣體混合物物質的量不再改變

c.氣體混合物平均相對分子質量不再改變

d.容器內溫度不再發(fā)生變化

e.密閉容器內氣體顏色不再改變

f.混合氣的密度不再改變

Answer 1

【答案】A 吸收 113 40% 4：5 abcde

【解析】

試管中發(fā)生氨的催化氧化生成NO，在裝置A中NO進一步被氧氣氧化生成二氧化氮，裝置B中二氧化氮與水反應生成硝酸，用氫氧化鈉溶液吸收氮的氧化物，防止污染空氣。

（1）當催化劑紅熱后撤離酒精噴燈，催化劑始終保持紅熱，溫度可達到700℃以上，說明反應為放熱反應，反應物的總能量比生成物的總能量高，答案選A。

（2）反應熱=反應物的鍵能和－生成物的鍵能和=931kJ/mol×2—628kJ/mol×2—493kJ/mol=113kJ/mol，故當2molNO2分解時，反應會吸收113kJ能量。

（3）①反應開始至第2s時，NO的平均反應速率。

②根據反應2NO+O22NO2，在第5s時，參與反應的NO的物質的量為0.02mol－0.004mol=0.016mol，故參與反應O2的物質的量為0.008mol，其轉化率。

③容器中混合氣體壓強比等于物質的量之比，反應開始時混合氣體的物質的量為0.04mol，反應后混合氣體的物質的量為0.004mol+0.012mol+0.016mol=0.032mol，故反應后壓強與反應前的壓強比值為0.032：0.04=4：5。

④ a.單位時間內，每生成一定物質的量濃度的NO，同時有相同物質的量濃度的NO2生成，說明正反應速率等于逆反應速率，a正確；

b.反應為氣體分子數減小的反應，故氣體混合物物質的量不再改變，可以說明反應達平衡，b正確；

c.反應前后氣體物質的量減小，反應前后氣體的質量不變，故氣體混合物平均相對分子質量不再改變說，說明反應達到平衡，c正確；

d.反應伴隨能量的變化，故在絕熱容器內溫度不再發(fā)生變化，可以說明反應達到平衡，d正確；

e.反應中只有二氧化氮是有顏色的，當密閉容器內氣體顏色不再改變時，說明二氧化氮濃度不變，反應達到平衡，e正確；

f.反應前后氣體質量不變、容器體積不變，故混合氣的密度始終不變，不能據此判斷反應達到平衡，f錯誤；

答案選abcde。