Question

【题目】（1）氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。

①能说明该反应已达到平衡状态的标志是_______

a．反应速率( NH3) =( N2)

b．容器内压强不再随时间而发生变化

c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化

d．容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6

②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是(正)____(逆)（填“﹥”、“﹤”或“﹦”），d点对应的速率关系是(正)____(逆)（填﹥、﹤或﹦）。

（2）298 K时，若已知生成标准状况下2.24 L NH3时放出热量为4.62 kJ。写出合成氨反应的热化学方程式_______。在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4 kJ，其原因是________。

（3）一定条件下，在2 L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，n(NO2)随时间变化如下表：

用NO2表示0～2 s内该反应的平均速度__________。在第5 s时，NO2的转化率为_________。根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是______。

Answer 1

【答案】 bc ﹥ = N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3 0.0075 mol·L－1·s－1 87.5% 随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小

【解析】(1)①化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变；②根据化学平衡的建立过程和平衡特征分析解答；

(2)根据题意计算出生成2mol氨气放出的热量，写出该反应的热化学方程式；合成氨的反应为可逆反应，反应物不可能完全转化成生成物；

(3)结合v=计算反应速率，转化率为×100%，浓度减小导致反应速率减小。

(1)①a．该反应达到平衡状态时，5v(NH3)正=4v(N2)逆，故a错误；b．该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，故b正确；c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不再改变，故c正确；d．物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变，故d错误；故答案为：bc；

②根据图像，b点是建立平衡过程中的一点，因此(正)＞(逆)，d点为平衡状态，(正)=(逆)，故答案为：＞；=；

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应中生成标准状况下2.24 L (0.1mol)NH3时放出热量为4.62 kJ，则生成2mol氨气放出92.4kJ热量，反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3，因此l molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，放出的热量总小于92.4kJ，故答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3；

(3)用NO2表示0～2s内该反应的平均速度为=0.0075molL-1s-1，在第5s时，NO2的转化率为×100%=87.5%，根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，故答案为：0.0075molL-1s-1；87.5%；随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小。