Question

4．NH₃經(jīng)一系列反應可以得到HNO₃，如圖1所示：

（1）I中，NH₃ 和O₂在催化劑作用下反應，其化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）II中，2NO（g）+O₂2NO₂（g）．在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（P₁、P₂）下溫度變化的曲線（如圖2）．
①比較P₁、P₂的大小關系：P₁＜ P₂．（填“＞”，“＜”或“=”）
②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是隨溫度升高，平衡常數(shù)減�。�
（3）III中，降低溫度，將NO₂（g）轉(zhuǎn)化為N₂O₄（l），再制備濃硝酸．
已知：2NO₂（g） N₂O₄（g）△H₁
2NO₂（g）N₂O₄（l）△H₂
如圖3能量變化示意圖中，正確的是（選填字母）A．

（4）在一固定體積的密閉容器中，保持一定條件進行下列反應：2NO（g）+O₂?2NO₂（g），
①能判斷該反應一定能達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是BDE．
A、單位時間內(nèi)生成2n molNO的同時生成n mol O₂；
B、混合氣體的溫度不再改變的狀態(tài)；
C、混合氣體的密度不再變化的狀態(tài)；
D、混合氣體的壓強不再變化的狀態(tài)；
E、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化的狀態(tài)．
②已知加3molNO和2mol O₂達到平衡狀態(tài)后，生成a mol NO₂．
A、在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入6molNO和4molO₂，達到平衡后，NO₂的物質(zhì)的量為b mol，則a和b的關系可表示為b＞2a．
B、在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入1molNO和1molO₂，若要求在反應混合氣體中NO₂的體積分數(shù)不變，則還需要加入NO₂2mol．

Answer 1

分析 （1）氨氣與氧氣在催化劑加熱的條件下生成NO與水；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，根據(jù)壓強對平衡的影響分析；
②根據(jù)圖象2判斷該反應正方向是放熱還是吸熱，再判斷K隨溫度的變化；
（3）降低溫度，將NO₂（g）轉(zhuǎn)化為N₂O₄（l）說明反應2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應，同種物質(zhì)液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低；
（4）①根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
②A．加3molNO和2mol O₂達到平衡狀態(tài)后，生成a mol NO₂ ，在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入6molNO和4molO₂，達到平衡后相當于再加入3molNO和2mol O₂，增大壓強，平衡正向進行則上層二氧化氮物質(zhì)的量比原來的2倍大；
B．在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入1molNO和1molO₂，若要求在反應混合氣體中NO₂的體積分數(shù)不變，說明達到相同平衡狀態(tài)，等量等效分析；

解答 解：（1）氨氣與氧氣在催化劑加熱的條件下生成NO與水，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，增大壓強平衡正移，則NO的轉(zhuǎn)化率會增大，由圖可知P₂時NO的轉(zhuǎn)化率大，則P₂時壓強大，
即P₁＜P₂；
故答案為：＜；
②由圖象2可知，隨著溫度的升高，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度平衡逆移，則該反應正方向是放熱反應，所以升高溫度平衡常數(shù)K減��；
故答案為：隨溫度升高，平衡常數(shù)減�。�
（3）降低溫度，將NO₂（g）轉(zhuǎn)化為N₂O₄（l）說明反應2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應，所以在圖象中該反應的反應物的總能量比生成物的總能量高，同種物質(zhì)氣態(tài)變液態(tài)會放出熱量，即液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低，則N₂O₄（l）具有的能量比N₂O₄（g）具有的能量低，圖象A符合，故A正確；
故答案為：A；
（4）①2NO（g）+O₂?2NO₂（g），反應是氣體體積減小的反應
A、單位時間內(nèi)生成2n molNO的同時生成n mol O₂，只能說明反應逆向進行，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、反應過程中一定伴隨能量變化，混合氣體的溫度不再改變的狀態(tài)說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、反應前后氣體質(zhì)量和體積不變，混合氣體的密度始終不再變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、反應前后氣體物質(zhì)的量變化，當混合氣體的壓強不再變化說明反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
E、反應前后氣體物質(zhì)的量減小，質(zhì)量不變，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化說明反應達到平衡的狀態(tài)，故E正確；
故答案為：BDE；
②②A．加3molNO和2mol O₂達到平衡狀態(tài)后，生成a mol NO₂ ，在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入6molNO和4molO₂，達到平衡后相當于再加入3molNO和2mol O₂，增大壓強，平衡正向進行則上層二氧化氮物質(zhì)的量比原來的2倍大，則b＞2a，
故答案為：b＞2a；
B．在相同實驗條件下，在同一容器中改為加入1molNO和1molO₂，若要求在反應混合氣體中NO₂的體積分數(shù)不變，說明達到相同平衡狀態(tài)，等量等效分析，轉(zhuǎn)化為起始量一氧化氮和氧氣為3mol、2mol，
2NO（g）+O₂?2NO₂（g），
3        2     0  
1        1     2
2+1     1+1    0
需要加入2mol二氧化氮，
故答案為：2；

點評 本題考查了化學方程式書寫、影響平衡及平衡常數(shù)的因素、能量變化圖的分析、化學平衡標志等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學生的綜合運用能力，難度中等，注意基礎知識的積累掌握．