题目内容
【题目】对反应N2O4(g)2NO2(g);△H>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态B到状态A,可以用加热的方法
D. B、C两点NO2的体积分数相同,所以平衡常数也相同
【答案】C
【解析】
N2O4(g)2NO2(g);△H>0该反应为吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大。增大压强,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,结合图象来分析解答。A. A、C两点都在等温线上,压强越大,反应速率越快;B.增大压强,平衡向逆反应方向进行,向逆反应进行是因为减小体积增大压强,导致浓度增大趋势,但到达平衡仍比原平衡浓度大;C.升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大。由图像可知T1<T2,由状态B到状态A,可以用加热的方法;D.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。
A.由图象可以知道,A、C两点都在等温线上,C的压强大,则A、C两点的反应速率:A <C,故A项错误;B.由图象可以知道,A、C两点都在等温线上,C的压强大,与A相比C点平衡向逆反应进行,向逆反应进行是因为减小体积增大压强,平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势,但到达平衡仍比原平衡浓度大,平衡时NO2浓度比A的浓度高,NO2为红棕色气体,则A、C两点气体的颜色:A浅,C深,故B项错误;C.升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,由图象可以知道,A点NO2的体积分数大,则T1<T2,由状态B到状态A,可以用加热的方法,故C项正确;D.平衡常数只与温度有关,由图象可以知道B、C两点温度不同,所以平衡常数也不同,故D项错误。综上,本题选C。
【题目】氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。请回答下列问题:
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g) | 工业固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 0.507 | 0.152 |
①分析数据可知:大气固氮反应属于 ________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 ________。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因 ________。
(2)已知工业固氮反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)ΔH =-94.4kJ·mol-1,恒容时,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图1所示,各时间段最终均达平衡状态。
①在2L容器中发生反应,前20min内,ν(NH3) = ________。
②25 min时采取的某种措施是 ________。
③时段III条件下反应的平衡常数为 ________ L2· mol-2(保留3位有效数字) 。
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电解法合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如图2所示,阴极的电极反应式是 ________。
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),则其反应热ΔH = ________。已知:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH1 =-92.4kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g)2H2O(l) ΔH2 =-571.6kJ·mol-1