Question

（2012?洛陽模擬）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用．

（1）根據圖1所示的能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式

NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol

．
（2）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數K	4.1×106	K1	K2

①該反應的平衡常數表達式：K=

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

．
②試判斷K₁

＞

K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）．
③下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

c

（填字母）．
a．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2      b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器內壓強保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變
（3）對反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度分別為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數隨壓強變化曲線如圖2所示，下列說法正確的是

cd

．
a．A、C兩點的反應速率：A＞C
b．A、C兩點的化學平衡常數：A＞C
c．A、C兩點NO₂的轉化率：A＜C
d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應．若容器容積恒定，10min達到平衡時，氣體的總物質的量為原來的

7

8

，則N₂的轉化率a（N₂）=

25%

，以NH₃表示該過程的反應速率v（NH₃）=

0.05mol/L?min

．

Answer 1

分析：（1）根據能量變化圖，反應熱等于正反應的活化能減去逆反應的活化能；
（2）①依據平衡常數等于平衡生成物濃度的冪次方乘積除以反應物濃度的冪次方乘積；
②根據升高溫度平衡吸熱方向移動以及平衡逆向移動平衡常數減��；
③直接標志：①速率關系：正反應速率與逆反應速率相等，②反應體系中各物質的百分含量保持不變．
間接標志：①混合氣體的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間的改變而改變（m+n≠p+q）；②各物質的濃度、物質的量不隨時間的改變而改變；③各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變；
（3）a．A、C兩點都在等溫線上，壓強越大，反應速率越快；
b．A、C兩點都在等溫線上，平衡常數只與溫度有關；
c．A、C兩點都在等溫線上，壓強增大，平衡向氣體體積減少的方向移動；
d．該反應為吸熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動；
（3）依據化學平衡三段式列式計算，利用轉化率、反應速率概念的含義計算．

解答：解：（1）該反應的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，平衡常數計算表達式為

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，故答案為：

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，所以K₁＞K₂，故答案為：＞；
③a．平衡時反應混合物中各組分的含量保持不變，但容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比不一定為為1：3：2，所以不能作為平衡的標志，故a錯誤；   
 b．速率之比等于系數之比，v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，說明氮氣氣的正反應速率等于氮氣的逆反應速率，反應達到平衡，故b正確；
c．反應前后氣體體積減小，若壓強不變，說明反應達到平衡，故c正確；
d．反應前后氣體的質量不變，容器的體積不變，所以密度不變，所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標志，故d錯誤；
故選：c；
（3）a．A、C兩點都在等溫線上，壓強越大，反應速率越快，所以速率：C＞A，故a錯誤；
b．A、C兩點都在等溫線上，平衡常數只與溫度有關，所以化學平衡常數：A=C，故b錯誤；
c．A、C兩點都在等溫線上，壓強增大，平衡向氣體體積減少的方向移動，即逆反應方向移動，NO₂的轉化率增大，所以兩點NO₂的轉化率：A＜C，故c正確；
d．該反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，NO₂的體積分數增大，所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故d正確；
故選：cd； 
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應，
                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
10min達到平衡時，氣體的總物質的量為原來的

7

8

，則有

1-X+3-3X +2X

1+3

=

7

8

，解得X=0.25，
H₂的轉化率

0.25mol

1mol

×100%=25%，用NH₃表示該反應的反應速率V（NH₃）=

△C

△t

=

0.5mol 1L

10min

=0.05mol/（L?min），
故答案為：25%；0.05mol/（L?min）．

點評：本題主要考查了化學平衡的圖象、平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的三段式計算，題目難度不大，根據所學知識即可完成．