题目内容
【题目】工业上制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1025 kJ·mol-1
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________;升高温度,K值______(填“增大”或“减小”或 “不变”);升高温度,化学反应速率将______(填“增大”或“减小” 或 “不变”)。
(2)若反应物起始的物质的量相同,下列关系图正确的是______(填序号)。
(3)若达到平衡状态后升高温度则正反应速率和逆反应速率___________________ 。(填“同时增大”或“逆反应速率增大,正反应速率不变”)
(4)工业上合成氨气的反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0 ,在密闭容器中反应达到平衡状态的标志是_______。
①压强不再改变
②生成氨气的速率等于生成氮气的速率
③正反应速率等于零
④容器内气体的平均相对分子量不再改变
⑤单位时间内有3amolH-H的断裂的同时有6amolN-H断裂
【答案】c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2) 减小 增大 abd 同时增大 ①④⑤
【解析】
(1)依据化学方程式,结合平衡常数概念列式得到;反应是放热反应,升温,平衡逆向进行;
(2)A、该反应是放热反应,升温,平衡逆向移动,温度升高NO含量减小;
B、增大压强,平衡逆向移动,一氧化氮含量减小;
C、该反应是放热反应,升温,平衡逆向移动,温度升高NO含量减小;
D、催化剂降低反应活化能,改变反应速率,缩短达到平衡需要的时间,但不能改变平衡移动方向;
(3)若达到平衡状态后升高温度,正逆反应速率均增大;
(4)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变。
(1)依据反应化学方程式,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),可知平衡常数K=c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2);该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,故答案为:c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2);
(2)升高温度,正逆反应速率都增大,反应达到平衡的时间缩短,平衡向吸热反应方向移动,NO含量减小,故a正确;增大压强,正逆反应速率都增大,反应达到平衡的时间缩短,平衡向气体体积逆反应方向移动,则NO含量减少,故b正确;升高温度,正逆反应速率都增大,反应达到平衡的时间缩短,平衡向逆反应方向移动,NO含量减小,故c错误;使用催化剂加快反应速率,缩短反应到达平衡的时间,但平衡不移动,则NO含量减小不变,故d正确,选abd,故答案为:abd;
(3)升高温度,正逆反应速率都增大,故答案为:同时增大;
(4)①反应前后气体的物质的量不相等,当容器内压强不再改变,说明达到平衡状态,正确;
②生成氨气的速率为正反应速率,生成氮气的速率为逆反应速率,当生成氨气的速率等于生成氮气的速率的两倍,说明达到平衡状态,错误;
③该反应为可逆反应,正反应速率不可能等于零,错误;
④根据质量守恒,反应前后混合物的质量不变,反应前后气体的物质的量不相等,当容器内平均相对分子量不再改变,说明达到平衡状态,正确;
⑤单位时间内有3amolH-H的断裂的同时有6amolN-H断裂,说明正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,正确。
故答案为:①④⑤