Question

【題目】（1）氨氣可作為脫硝劑，在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH3，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。

①能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______

a．反應(yīng)速率( NH3) =( N2)

b．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再隨時間而發(fā)生變化

c．容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而發(fā)生變化

d．容器內(nèi)n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6

②某次實(shí)驗(yàn)中測得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示，圖中b點(diǎn)對應(yīng)的速率關(guān)系是(正)____(逆)（填“﹥”、“﹤”或“﹦”），d點(diǎn)對應(yīng)的速率關(guān)系是(正)____(逆)（填﹥、﹤或﹦）。

（2）298 K時，若已知生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L NH3時放出熱量為4.62 kJ。寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______。在該溫度下，取1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)。測得反應(yīng)放出的熱量總小于92.4 kJ，其原因是________。

（3）一定條件下，在2 L密閉容器內(nèi)，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，n(NO2)隨時間變化如下表：

用NO2表示0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度__________。在第5 s時，NO2的轉(zhuǎn)化率為_________。根據(jù)上表可以看出，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，其原因是______。

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【答案】 bc ﹥ = N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3 0.0075 mol·L－1·s－1 87.5% 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小

【解析】(1)①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；②根據(jù)化學(xué)平衡的建立過程和平衡特征分析解答；

(2)根據(jù)題意計算出生成2mol氨氣放出的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物；

(3)結(jié)合v=計算反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化率為×100%，濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。

(1)①a．該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，5v(NH3)正=4v(N2)逆，故a錯誤；b．該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積增大的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而發(fā)生變化說明濃度不再改變，故c正確；d．物質(zhì)的量之比不能說明正逆反應(yīng)速率相等或者濃度不變，故d錯誤；故答案為：bc；

②根據(jù)圖像，b點(diǎn)是建立平衡過程中的一點(diǎn)，因此(正)＞(逆)，d點(diǎn)為平衡狀態(tài)，(正)=(逆)，故答案為：＞；=；

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L (0.1mol)NH3時放出熱量為4.62 kJ，則生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3，因此l molN2和3molH2放在密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，放出的熱量總小于92.4kJ，故答案為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3；

(3)用NO2表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度為=0.0075molL-1s-1，在第5s時，NO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=87.5%，根據(jù)上表可以看出，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小，故答案為：0.0075molL-1s-1；87.5%；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小。

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時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

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Answer 1

【答案】 bc ﹥ = N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3 0.0075 mol·L－1·s－1 87.5% 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小

【解析】(1)①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；②根據(jù)化學(xué)平衡的建立過程和平衡特征分析解答；

(2)根據(jù)題意計算出生成2mol氨氣放出的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物；

(3)結(jié)合v=計算反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化率為×100%，濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。

(1)①a．該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，5v(NH3)正=4v(N2)逆，故a錯誤；b．該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積增大的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而發(fā)生變化說明濃度不再改變，故c正確；d．物質(zhì)的量之比不能說明正逆反應(yīng)速率相等或者濃度不變，故d錯誤；故答案為：bc；

②根據(jù)圖像，b點(diǎn)是建立平衡過程中的一點(diǎn)，因此(正)＞(逆)，d點(diǎn)為平衡狀態(tài)，(正)=(逆)，故答案為：＞；=；

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L (0.1mol)NH3時放出熱量為4.62 kJ，則生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3，因此l molN2和3molH2放在密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，放出的熱量總小于92.4kJ，故答案為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一個可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng)，N2和H2不能全部轉(zhuǎn)化為NH3；

(3)用NO2表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度為=0.0075molL-1s-1，在第5s時，NO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=87.5%，根據(jù)上表可以看出，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小，故答案為：0.0075molL-1s-1；87.5%；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的物質(zhì)的量濃度減小。