Question

【題目】氮?dú)馐谴髿庵泻�量最多的氣體，研究氮及其化合物對(duì)人類有重要的意義。

（1）合成氨的原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。

①將一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，平衡時(shí)測(cè)得N2為0.1mol，H2為0.4mol，NH3為0.1mol。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(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＜0體系中，各成分物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

①用O2表示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(dá)到平衡狀態(tài)的是___。

a.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

b.2v(NO2)=v(O2)

c.v逆(NO)=2v正(O2)

d.容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變

③能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是__。

a.及時(shí)分離出NO2氣體

b.適當(dāng)升高溫度

c.增大O2的濃度

d.將容器的體積縮小至1L

Answer 1

【答案】27.3% 6.25（L·mol－1）2 ad 0.0015mol·L－1min－1 ac cd

【解析】

（1）合成氨的原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。

①根據(jù)化學(xué)方程式和三段式列式計(jì)算：

該條件下H2的轉(zhuǎn)化率= ×100%≈27.3%，

平衡常數(shù)K= = =6.25（L·mol－1）2

故答案為：27.3%；6.25（L·mol－1）2；

②根據(jù)化學(xué)平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，欲提高 H2的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行；

a．向容器中按原比例再充入原料氣，則壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；

b．向容器中再充入惰性氣體，則各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯(cuò)誤；

c．改變反應(yīng)的催化劑，不影響平衡的移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故c錯(cuò)誤；

d．液化生成物分離出氨，平衡向右移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故d正確；

故選ad。

（2）①由圖象數(shù)據(jù)可知，由方程式2NO（g）+O2（g）2NO2（g）可知，平衡時(shí)△c（NO）：△c（O2）：△c（NO2）=2：1：2，為據(jù)此判斷表示，濃度變化的曲線，分別為b為NO，c為O2，a為NO2，由圖中數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)，O2的濃度變化量為0.005mol·L－1-0.002mol·L－1=0.003mol·L－1，根據(jù)v= 計(jì)算v（O2）==0.0015mol·L－1min－1；

故答案為：0.0015mol·L－1min－1；

②能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是當(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；

a．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)增減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說明到達(dá)平衡，故a正確；

b．未指明正逆速率，若都為同一方向速率，始終都存在v（NO2）=2v（O2）關(guān)系，故不能說明到達(dá)平衡，若為不同方向的速率，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明到達(dá)平衡，故b錯(cuò)誤；

c．不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)到達(dá)平衡，故v逆(NO)=2v正(O2)，說明到達(dá)平衡，故c正確；

d．反應(yīng)混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，密度始終不變，故容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變，不能說明到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤；

故選ac；

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(dòng)依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷；

a．及時(shí)分離出NO2氣體，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但反應(yīng)速率降低，故a錯(cuò)誤；

b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；

c．增大O2的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故c正確；

d．將容器的體積縮小至1L濃度增大，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故d正確；

故選cd。