Question

【题目】氮的氧化物NO3是常见的大气污染物，化学上采用NH3处理NxOy不仅可以消除污染，还可作为工业生产的能量来源。

(1)已知：I.2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

II.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为__________________。

(2)已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0。不同温度下，向三个一样的容器中投入相同的反应物进行反应，测得不同压强下平衡混合物中NH3的物质的量分数如图所示。

①M点的v正_________Q点的v正(填“>”“<”或“=”)，原因是________________________。

②维持10MPa、T3℃的条件不变，要提高H2的转化率，可以采取的措施是__________________(任写一条)。

③图中三条曲线对应的温度T1、T2、T3由高到低的顺序为__________________。

④恒温恒容条件下，能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的是_________(填选项字母)

A.c2(NH3)/[c(N2 )c3(H2)]保持不变

B.3mol H－H键断裂的同时，有2mol N－H键断裂

C.2v(N2)=v(NH3)

D.反应器中的压强不再发生变化

⑤T3温度下，将1molN2和3molH2充入2L的密闭容器中，维持压强为60MPa不变，达到N点的平衡状态，反应的浓度平衡常数Kc=_____________ (mol/L)－2(用最简分数表示)，M点的平衡常数比N点的平衡常数_________(填“大”“小”或“相等”)。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他条件相同，M点压强大，反应速率快 增大氮气的浓度，也可以及时分离出氨气 T3>T2>T1 AD 大

【解析】

(1) I×3+ II得到热方程式为： 4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

故答案为：4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

(2) ①其他条件相同，M点的压强大于Q点，所以M点的速率大于Q点；

故答案为：>，其他条件相同，M点压强大，反应速率快；

②维持10MPa、T3℃的条件不变，要提高H2的转化率，可增大氮气的浓度，也可以及时分离出氨气；

故答案为：增大氮气的浓度，也可以及时分离出氨气；

③该反应是放热反应，温度升高向吸热方向移动，所以温度越高，氨气的物质的量分数越低，故T3>T2>T1；

故答案为：T3>T2>T1；

④A.化学平衡时，各组分的浓度不再改变，故A达到 ；

B. 化学平衡时3mol H－H键断裂的同时，应该有6mol N－H键断裂，故B不是；

C.化学平衡时，需正反应速率等于逆反应速率，故C不是；

D. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应达到化学平衡时，压强不再改变，即各组分浓度不再改变，故D达到；

故选AD；

⑤由于保持压强不变，所以达到平衡时，体积减小，根据反应方程式N2 + 3H2 = 2NH3 ，设达到平衡时，N2的变化量为xmol，

即 N2 + 3H2 = 2NH3

初始状态 1mol 3mol 0

平衡时变化量 xmol 3xmol 2xmol

平衡时状态 (1-x)mol (3-3x)mol 2xmol 根据图像可知，其中NH3的物质的量分数为20%，

可得到关系：×100%=20%，得到x=mol，由于压强不变，即体系体积减小，根据物质的量之比等于体积之比，可得到平衡时体系的体积为：=，a=L，Kc==；由于T2<T3，正反应方向是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，故M点的平衡常数大于N点的平衡常数；

故答案为：，大；