Question

【题目】氮及其化合物是重要的化工原料

(1)在一定条件下，将1.00molN2(g)与3.00molH2(g)混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH3(g)的平衡浓度如图所示。其中温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。当温度由T1变化到T2时，平衡常数关系K1 ______K2(填“＞”、“＜”或“＝”)，焓变△H______0(填“＞”或“＜”)。

(2)一定条件下，某密闭容器中发生反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定体积的密闭容器中，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，下列措施中可采用的是_____(填字母代号)。

a．增大压强 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂

(3)已知：2NO2(g)N2O4(g)，N2O4为无色气体。

① 在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填写“>”、“<”或“=”)

② 一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡，达到平衡状态的标志 _______。

A.单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2 nmolNO2

B.用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态

C.混合气体的颜色不再改变的状态

D.混合气体的密度不再改变的状态

E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

(4)17℃、1.01×105Pa，往10L密闭容器中充入NO2，达到平衡时，c(NO2)=0.2 mol·L-1，c(N2O4)=0.16 mol·L-1。则反应达到平衡时， NO2的转化率为__________；此温度下该反应的平衡常数K=________.

Answer 1

【答案】＞ ＜ c < A C E 62% 或61.5% 4

【解析】

（1）由图可知，温度越高，平衡时NH3的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，故平衡常数K1>K2，温度越高，K值越小，所以正反应是放热反应；

（2）4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定体积的密闭容器中，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，

a.反应是气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，平衡逆向移动；

b.反应是放热反应，适当升高温度，反应速率增大，平衡逆向进行；

c.增大O2的浓度，平衡正向进行，反应速率增大；

d.选择高效催化剂只能改变化学反应速率，但不改变化学平衡；

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4为无色气体，在上述条件下，反应能够自发进行，说明ΔH-TΔS<0，反应的ΔS<0，则满足ΔH-TΔS<0，则ΔH<0；

②一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡的标志是正逆反应速率相等；

（4）根据三段式计算。

（1）由图可知，温度越高，平衡时NH3的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，故平衡常数K1>K2，温度越高，K值越小，所以正反应是放热反应，故答案为：＞ ； ＜；

（2）4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定体积的密闭容器中，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，

a.反应是气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，平衡逆向移动，故a错误；

b.反应是放热反应，适当升高温度，反应速率增大，平衡逆向进行，故b错误；

c.增大O2的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，故c正确；

d.选择高效催化剂只能改变化学反应速率，但不改变化学平衡，故d错误；

故答案为：c。

（3）①2NO2(g)N2O4(g)，N2O4为无色气体，在上述条件下，反应能够自发进行，说明ΔH-TΔS<0，反应的ΔS<0，则满足ΔH-TΔS<0，则ΔH<0，故答案为：<；

②一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡的标志是正逆反应速率相等；

A.单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2 nmolNO2，说明正逆反应速率相等；故A正确；

B.速率之比等于化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；

C.颜色不变，说明二氧化氮的浓度不变，反应达到平衡状态，故C正确；

D.密度等于气体质量除以体积，反应过程中密度始终不变，混合气体的密度不再改变的状态，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；

E.反应是气体体积减少的反应，质量守恒，当混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，是气体物质的量不变，反应达到平衡状态，故E正确；

故答案为：ACE。

（4）17℃、1.01×105Pa，往10L密闭容器中充入NO2，达到平衡时，c(NO2)=0.2 mol·L-1，c(N2O4)=0.16 mol·L-1，

2NO2(g)N2O4(g)

起始（mol·L-1）0.52 0

转化（mol·L-1）0.32 0.16

平衡（mol·L-1）0.2 0.16

NO2的转化率为(0.32 mol·L-1/0.52mol·L-1 )×100％≈62%，该反应的平衡常数为K= 0.16

/0.22=4，故答案为：62% 或61.5%； 4。