题目内容
【题目】氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用。请回答以下问题：
(1)如图是N2(g)、H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图，则：
①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为___________________.
②过程(Ⅰ)和过程(Ⅱ)的反应热________(填“相同”或“不同”).
③某温度下，在1 L恒温恒容容器中充入1molN2和3 mol H2进行上述反应，10 min达到平衡，此时容器内压强变为原来的7/8.
a.该过程的平衡常数的表达式为____________.
b.N2的平衡转化率为________.
c.此时若保持容器温度和体积不变，向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动.
(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染，已知：
反应Ⅰ：4NH3(g)＋3O2(g)
2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数为K1
反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数为K2
反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1 平衡常数为K3
则反应Ⅱ中的b＝_____(用含a、c的代数式表示)，K3=_____(用K1和K2表示).反应Ⅲ中的ΔS______(填“>”“<”或“＝”)0.
(3)在恒容的密闭器中，充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ，测得不同温度下反应体系中NH3的转化率(α)与压强p的关系如图所示：
①分析得p1________p2.(填“>”“<”或“＝”)
②下列叙述中，不能作为判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志的是________(填序号).
a．N2的浓度不再改变 b．断裂6 mol N—H键的同时，有6 mol H—O键形成
c．容器中压强不再变化 d．混合气体的密度保持不变
【答案】N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 相同 K=c2(NH3)/［c(N2)c3(H2)］ 25% 不 (a-c)/3 
> < bd
【解析】
（1）①据图可知2molNH3分解得到1molN2和3molH2，吸收92kJ/mol的热量，因而N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。
②根据盖斯定律，反应热只与起始状态及终了状态有关，与过程无关，这两个过程起始状态和终了状态相同，因而反应热相同。
③可以根据三段式去求解，设转化xmol/LN2：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起 1 3 0
转 x 3x 2x
平 1-x 3-3x 2x
根据此时容器内压强变为原来的7/8，可列式得
，则x=0.25mol/L。
a. K= 
；
b. N2的平衡转化率为0.25/1×100％=25％；
c. 平衡时c(N2)=0.75mol/L，c(H2)=2.25mol/L，c(NH3)=0.5mol/L，K==0.029，向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3，则c(N2)=3mol/L，c(H2)=2.25mol/L，c(NH3)=1mol/L，Q= 
=0.029，因而Q=K，平衡不移动。
（2）根据盖斯定律，设反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为A、B、C，则B=(A-C)/3，因而b=(a-c)/3，由于c=a-3b，所以可知K3=K1/K23，根据4NH3(g)＋6NO(g)
5N2(g)＋6H2O(g)可知该反应各物质均为气体，且气体体积增大，因而混乱度变大，故ΔS>0。
（3）根据4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)可知该反应的气体计量数在反应前后增大，因而保持温度不变，NH3的转化率(α)越大，说明压强越小，因而p1<p2。a．N2的浓度不再改变，说明各组分浓度都不变，因而可以作为判断平衡的标志，正确；b．断裂6 mol N—H键的同时，有6 mol H—O键形成，根据反应特点，两者都表示正反应速率，因而错误；c．由于反应前后气体计量数变化，当容器中压强不再变化可以判断平衡，正确；d．混合气体的密度ρ=m/V，由于各组分都是气体，反应前后混合气体总质量不变，又容器恒定，体积不变，因而密度始终是个定值，错误。故答案选bd。
【题目】研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）一定条件下，将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生如下反应：2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.NO和O2的物质的量之比保持不变
D.每消耗1 molO2同时生成2 molNO
（2）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2，发生反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，达平衡后测得各组分浓度：
物质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度（mol/L） | 0.9 | 1.0 | 0.6 |
回答下列问题：
①混合气体的平均相对分子质量=_________________。
②平衡常数K=__________________。
③若将容器体积压缩为1L，不经计算，预测新平衡中c(H2)的取值范围是__________。
④若保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH3OH，此时v正______v逆（填“＞”、“＜”或“=”）。
【题目】能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题：
（1）汽车上安装催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。
已知：N2(g) + O2(g)＝2NO(g) △H＝+180.5 kJ · mol－1；
2C(s)+ O2(g)＝2CO(g) △H＝－221.0 kJ · mol－1；
C(s)+ O2(g)＝CO2(g) △H＝－393.5 kJ · mol－1；
则尾气转化反应2NO(g) +2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)的△H＝________________。
（2）汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理，其装置如下图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质中自由移动。
下列说法中正确的是_____________(填字母序号)。
A．负极的电极反应式为：CO + O2－―2e－＝CO2
B．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
C．工作时电极b作正极，O2－由电极a通过固体介质向电极b迁移
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
（3）某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。
（4）煤的间接液化是先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下，向1 L密闭容器中加入CO和H2，发生反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下：
物 质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度/(mol·L－1) | 1.2 | 1.0 | 0.6 |
①该反应的平衡常数表达式为：K＝_____________________。
②该时间内反应速率υ(H2)＝_________________。
③平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)。