题目内容
氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）在T℃时，将0.6mol H2和0.4mol N2置于容积为2L的密闭容器中（压强为mPa）发生反应：3H2+N2?2NH3△H＜0．若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图1示：8min内分钟NH3的平均生成速率为 mol?L-1?min-1．
（2）仍在T℃时，将0.6mol H2和0.4mol N2置于一容积可变的密闭容器中．
①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 （填序号）．
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l：3：2
b．3v正（N2）=v逆（H2）
c．3v正（H2）=2v逆（NH3）
d．混合气体的密度保持不变
e．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
⑦该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题（1）条件下NH3的体积分数相比 （填“变大”“变小”或“不变”）．
③达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化，改变的条件可能是 ．
a．升高温度，同时加压
b．降低温度，同时减压
c．保持温度、压强不变，增大反应物浓度
d．保持温度、压强不变，减小生成物浓度
（3）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．氨气能将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
2NH3（g）+5NO2（g）═7NO（g）+3H2O（g）△H=-akJ?mol-1
4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-bkJ?mol-1
则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为： ．若标准状况下NO与NO2混合气体40.32L被足量氨水完全吸收，产生标准状况下氮气42.56L．该混合气体中NO与NO2的体积之比为 ．
（1）在T℃时，将0.6mol H2和0.4mol N2置于容积为2L的密闭容器中（压强为mPa）发生反应：3H2+N2?2NH3△H＜0．若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图1示：8min内分钟NH3的平均生成速率为
（2）仍在T℃时，将0.6mol H2和0.4mol N2置于一容积可变的密闭容器中．
①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l：3：2
b．3v正（N2）=v逆（H2）
c．3v正（H2）=2v逆（NH3）
d．混合气体的密度保持不变
e．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
⑦该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题（1）条件下NH3的体积分数相比
③达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化，改变的条件可能是
a．升高温度，同时加压
b．降低温度，同时减压
c．保持温度、压强不变，增大反应物浓度
d．保持温度、压强不变，减小生成物浓度
（3）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．氨气能将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
2NH3（g）+5NO2（g）═7NO（g）+3H2O（g）△H=-akJ?mol-1
4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-bkJ?mol-1
则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
考点：化学平衡移动原理,反应热和焓变,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,有关混合物反应的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）在温度和体积一定的条件下，压强之比等于物质的量之比，所以平衡时气体总物质的量为0.8×（0.4+0.6）mol=0.8mol，根据N2+3H2?2NH3△n=2可知，生成的氨气为0.2mol，再根据v=
计算速率；
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，根据合成氨反应为体积减小的可以判断；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，据此判断；
（3）根据盖斯定律可以写出热化学方程式，根据电子得失守恒和元素守恒可以计算出体积比；
| △c |
| t |
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，根据合成氨反应为体积减小的可以判断；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，据此判断；
（3）根据盖斯定律可以写出热化学方程式，根据电子得失守恒和元素守恒可以计算出体积比；
解答：
解：（1）在温度和体积一定的条件下，压强之比等于物质的量之比，所以平衡时气体总物质的量为0.8×（0.4+0.6）mol=0.8mol，根据N2+3H2?2NH3△n=2可知，生成的氨气为0.2mol，再根据v=
计算得速率为
=0.0125mol?L-1?min-1，故答案为：0.0125；
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断，
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比与起始量有关，与反应是否处于平衡状态无关，故a错误；
b．3v正（N2）=v逆（H2），反应速率等于计量数之比，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．反应处于平衡时，2v正（H2）=3v逆（NH3），故c错误；
d．反应前后压强不变，体积变化，质量守恒，所以混合气体的密度保持不变时说明反应已经处于平衡状态，故d正确；
e．反应前后质量守恒，物质的量变小，所以当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明反应处于平衡状态，故e正确；
故选bde；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，达到平衡时压强比①中的大，而反应是体积减小，根据平衡移动原理，可知①中的大，故答案为：变大；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，所以温度和压强都不变，因为温度和压强都只能使正逆反应速率都增大或都减小，所以改变的条件是只有增加反应物浓度，容器体积增大，所以在增大反应物浓度的同时生成物浓度减小，故选c；
（3）在反应①2NH3（g）+5NO2（g）═7NO（g）+3H2O（g）△H=-akJ?mol-1和反应②4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-bkJ?mol-1中根据盖斯定律，将（①×6+②×7）/5可得热化学方程式为6NO2（g）+8NH3（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H=-
kJ?mol-1；
混合气体40.32L为1.8mol，氮气42.56L为1.9mol，根据N原子守恒可求得参加反应的氨的物质的量．
n（NH3）+1.8mol=1.9mol×2，n（NH3）=2mol．
根据氧化还原反应中得失电子守恒可求得NO与NO2的物质的量．
设为NO的物质的量X，NO2的物质的量为（1.8mol-X），
2mol×3=Xmol×2+（1.8-X）mol×4，X=0.6mol，（1.8mol-X）=1.2mol，
NO与NO2体积比为0.6：1.2=1：2，
故答案为6NO2（g）+8NH3（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H=-
kJ?mol-1：1：2；．
| △c |
| t |
| ||
| 8min |
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断，
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比与起始量有关，与反应是否处于平衡状态无关，故a错误；
b．3v正（N2）=v逆（H2），反应速率等于计量数之比，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．反应处于平衡时，2v正（H2）=3v逆（NH3），故c错误；
d．反应前后压强不变，体积变化，质量守恒，所以混合气体的密度保持不变时说明反应已经处于平衡状态，故d正确；
e．反应前后质量守恒，物质的量变小，所以当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明反应处于平衡状态，故e正确；
故选bde；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，达到平衡时压强比①中的大，而反应是体积减小，根据平衡移动原理，可知①中的大，故答案为：变大；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，所以温度和压强都不变，因为温度和压强都只能使正逆反应速率都增大或都减小，所以改变的条件是只有增加反应物浓度，容器体积增大，所以在增大反应物浓度的同时生成物浓度减小，故选c；
（3）在反应①2NH3（g）+5NO2（g）═7NO（g）+3H2O（g）△H=-akJ?mol-1和反应②4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-bkJ?mol-1中根据盖斯定律，将（①×6+②×7）/5可得热化学方程式为6NO2（g）+8NH3（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H=-
| 6a+7b |
| 5 |
混合气体40.32L为1.8mol，氮气42.56L为1.9mol，根据N原子守恒可求得参加反应的氨的物质的量．
n（NH3）+1.8mol=1.9mol×2，n（NH3）=2mol．
根据氧化还原反应中得失电子守恒可求得NO与NO2的物质的量．
设为NO的物质的量X，NO2的物质的量为（1.8mol-X），
2mol×3=Xmol×2+（1.8-X）mol×4，X=0.6mol，（1.8mol-X）=1.2mol，
NO与NO2体积比为0.6：1.2=1：2，
故答案为6NO2（g）+8NH3（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H=-
| 6a+7b |
| 5 |
点评：本题主要考查了化学反应速率的计算、平衡状态的判断、热化学反应方程式的书写、氧化还原反应的计算等知识点，难度中等，有一定的综合性．
练习册系列答案
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