Question

【题目】硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的过程如下：
（1）以氮气、氢气为原料合成氨①下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号） ．
a．选择适当的催化剂 b．增大压强 c．及时分离生成的NH3d．升高温度
②一定温度下，在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的 ，则N2的转化率a1=；
若容器压强恒定，达到平衡状态时，N2的转化率为a2 ， 则a2a1（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H＞0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示．若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号） ．

a．在t1～t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t2时，采取的措施一定是升高温度
c．在t3～t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t0～t5时，容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．①催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2 ．
已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是 ．
②碱液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2 ．

Answer 1

【答案】
（1）bc；12.5%；＞
（2）ad
（3）4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol
【解析】解：（1）①a．选择适当的催化剂，不会引起化学平衡的移动，故错误； b．增大压强，可以促使化学平衡正向移动，可以提高H2的转化率，故正确；c．及时分离生成的NH3 ， 可以促使化学平衡正向移动，可以提高H2的转化率，故正确； d．升高温度会使得化学平衡逆向移动，降低反应物的转化率，故D错误；故选：bc．②一定温度下，在1L密闭容器中充入1mol N2和3molH2并发生反应．若容器容积恒定，达到平衡时，气体的总压强为原来的 ，依据化学平衡三段式列式计算，设氮气消耗物质的量为x； N2+3H2=2NH3
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 1﹣x 3﹣3x 2x
= ，解得：x=0.125mol
则N2的转化率α（N2）= ×100%=12.5%；随着反应的进行，气体的物质的量减小，所以压强减小，保持恒压，则相当于在恒容的基础上加压，正向移动建立新平衡，所以反应物的转化率增加，即a2＞a1 ， 所以答案是：12.5%；＞；（2）a．反应是前后系数和变化的反应，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态，故正确； b．在t2时，正逆反应速率加快，平衡正向移动，采取的措施可以是升高温度，还可以是加压，故错误； c．容器内气体的密度等于气体质量和体积的比值，始终是保持不变的量，所以密度不变的时候反应不一定达到平衡状态，故错误； d．根据影响因素引起的都是平衡正向移动，所以容器内NO2的体积分数始终是减小的，即在t3时容器内NO2的体积分数在t3时值的最大，故正确．故选：ad；（3）已知：Ⅰ、2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.5kJ/molⅡ、N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol由盖斯定律可知，Ⅰ×2﹣Ⅱ得4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g），故△H=2×（﹣483.5kJ/mol）﹣67.7kJ/mol=﹣1100kJ/mol，故热化学方程式为：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol，所以答案是：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1034.7kJ/mol．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）才能正确解答此题．