Question

（2012?延边州模拟）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．

（1）根据如图1所示能量变化示意图，请写出NO和CO₂反应的热化学方程式

CO₂（g）+NO（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234kJ?mol^-1

．
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H＞0，
其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	2.44ⅹ10-6	K1	K2

①试判断K₁

＜

K₂（填写“＞”，“＜”或“=”）；
②该反应的熵变△S

＞

0 （填“＞”，“＜”或“=”）；
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是

c

（填字母）；
a．容器内N₂、H₂、NH₃的物质的量之比为1：3：2
b．2v（NH₃）_正=3v（H₂）_逆
c．容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
d．混合气体的密度保持不变
④一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂并发生反应．若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的

9

10

，则N2的转化率α（N₂）=

20%

．
（3）①有相同温度下相同浓度的三种盐溶液：A．NH₄HCO₃；B．NH₄ HSO₄；C．NH₄Cl，按pH由大到小的顺序排列

ACB

（填字母）；
②在常温常压下pH均等于5的NH₄Cl和HCl溶液，两种溶液中由水电离出来的c（H⁺）之比为

10⁴：1

．
（4）对反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图2所示，下列说法正确的是

cd

．
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
c．A、C两点N₂O₄的转化率：A＞C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法．

Answer 1

分析：（1）根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能；
（2）①根据升高温度平衡吸热方向移动以及平衡逆向移动平衡常数减小；
②反应是气体体积增大的反应分析判断熵变；
③直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，②反应体系中各物质的百分含量保持不变．
间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）；②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变；
④依据化学平衡三段式列式计算，结合转化率是消耗量除以起始量计算得到；
（3）①依据铵根离子水解的程度分析，主要是所连离子对铵根离子水解的影响分析判断；
②氯化铵溶液中铵根离子水解显酸性，水电离出的氢离子浓度为10^-5mol/L，PH=5的盐酸溶液中水电离出的氢离子浓度依据水的离子积计算得到；
③a．A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
b．A、C两点都在等温线上，平衡常数只与温度有关；
c．A、C两点都在等温线上，压强增大，平衡向气体体积减少的方向移动；
d．该反应为吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动．

解答：解：（1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=368KJ/mol-134KJ/mol=+234KJ/mol，所以热化学方程式为：CO₂（g）+NO（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234kJ?mol^-1；
故答案为：CO₂（g）+NO（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234kJ?mol^-1；
（2）①）2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H＞0为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，所以K₁＜K₂，故答案为：＜；
②反应是气体体积增大的反应，熵变是增大，△S＞0，故答案为：＞；
③a．平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变，但容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比不一定为为1：3：2，所以不能作为平衡的标志，故a错误；
b．平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡，即3v（N₂）_正=v（H₂）_逆说明反应达到平衡，故b错误；
c．反应前后气体体积减小，若压强不变，说明反应达到平衡，故c正确；
d．反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度不变，所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志，故d错误；
故选：c；
④一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂并发生反应．若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的

9

10

，设氮气消耗物质的量为x，则依据化学方程式和化学平衡三段式列式计算；
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol） 1       3         0
变化量（mol）x       3x         2x
平衡量（mol）1-x     3-3x       2x
则（1-x）+（ 3-3x）+2x=

9

10

（1+3）
计算x=0.2mol；
则N₂的转化率α（N₂）=

0.2mol

1mol

×100%=20%；
故答案为：20%；
（3）①有相同温度下相同浓度的三种盐溶液：A．NH₄HCO₃，碳酸氢根离子水解促进铵根离子水解；B．NH₄ HSO₄，溶液中氢离子对铵根离子的水解起到抑制作用；C．NH₄Cl溶液中氯离子对铵根离子水解无影响，铵盐水解显酸性，所以按pH由大到小的顺序排列ACB；
故答案为：ACB；
②常温常压下pH均等于5的NH₄Cl和HCl溶液，氯化铵溶液中铵根离子水解显酸性促进水的电离，盐酸溶液中氢离子对铵根离子水解起到抑制作用，溶液中水电离出的氢离子浓度依据水的离子积计算得到为10-⁹mol/L，两种溶液中由水电离出来的c（H⁺）之比=10^-5mol/L：10^-9mol/L=10⁴：1；
故答案为：10⁴：1；
③a．A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快，所以速率：C＞A，故错误；
b．A、C两点都在等温线上，平衡常数只与温度有关，所以化学平衡常数：A=C，故错误；
c．A、C两点都在等温线上，C点压强更高，压强增大，平衡向气体体积减少的方向移动，即逆反应方向移动，N₂O₄的转化率降低，所以两点N₂O₄的转化率：A＞C，故正确；
d．该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，NO₂的体积分数增大，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法，故正确；
故选：cd．

点评：本题主要考查了热化学方程式的书写、化学平衡常数、化学平衡图象、平衡状态的判断等，题目难度中等，侧重对学生能力的考查．