题目内容
(7分)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)根据右侧能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H < 0 ,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
①该反应的平衡常数表达式:K=
②试判断K1 K2(填写“>”,“=”或“<”)
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b.v(N2)正 = 3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)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右图所示,下列说法正确的是 。
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
(1)根据右侧能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(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 | 4.1×106 | K1 | K2 |
①该反应的平衡常数表达式:K=
②试判断K1 K2(填写“>”,“=”或“<”)
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b.v(N2)正 = 3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)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右图所示,下列说法正确的是 。
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
(7分)(1)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ?mol-1
(2)①C2(NH3)/C(N2).C3(H2)(1分) ②>(1分)③c (1分)(3)c d
(除注明外每空2分)
(2)①C2(NH3)/C(N2).C3(H2)(1分) ②>(1分)③c (1分)(3)c d
(除注明外每空2分)
试题分析:(1)根据图像可知,反应中放出的热量是134kJ/mol-268kJ/mol=-234kJ/mol,所以该反应的热化学方程式是NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=234kJ/mol。
(2)①化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数表达式是K=C2(NH3)/C(N2).C3(H2)。
②正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以平衡常数减小,即K1>K2。
③在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种物质的浓度不一定相等或满足某种关系,a不正确;b中反应速率的方向相反,但满足速率之比是相应的化学计量数之比,不正确;根据方程式可知,反应是体积减小的可逆反应,所以压强也是减小的,因此选项c可以说明;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,d不正确,答案选c。
(3)A点的压强大于C点的压强,所以A、C两点的反应速率:C>A,选项a不正确;A、C两点的温度相同,化学平衡常数相等,b不正确;正反应是体积增大的,增大压强平衡向逆反应方向移动,所以A点的转化率大,c正确;B和A点相比,压强相等,但温度不同,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法,d正确,答案选cd。
点评:判断化学平衡状态的标志有:(1)任何情况下均可作为标志的:①υ正=υ逆(同一种物质);②各组分含量(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化;③某反应物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化学计量数之比;(2)在一定条件下可作为标志的是:①对于有色物质参加或生成的可逆反应体系,颜色不再变化;②对于有气态物质参加或生成的可逆反应体系,若反应前后气体的系数和相等,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容);③对于恒温绝热体系,体系的温度不在变化;(3)不能作为判断标志的是:①各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比 (任何情况下均适用);②有气态物质参加或生成的反应,若反应前后气体的系数和相等,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)。
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