题目内容
(12分)150 ℃时，向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动，整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体，在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计)，反应后恢复到原温度。平衡后容器体积变为3.4 L，容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2)?：V(H2)＝____________；反应达平衡后V(NH3)＝____________L；该反应中N2转化率为____________。
(2)向平衡后的容器中充入0．2 mol的NH3，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6．44 kJ的热量。
①充入NH3时，混合气体的密度将____________，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
③写出该反应的热化学方程式：__________________________________。
(1)反应前混合气体中V(N2)?：V(H2)＝____________；反应达平衡后V(NH3)＝____________L；该反应中N2转化率为____________。
(2)向平衡后的容器中充入0．2 mol的NH3，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6．44 kJ的热量。
①充入NH3时，混合气体的密度将____________，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
| A．容器不再与外界发生热交换 |
| B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
| C．当V(N2)?：V(H2)：?V(NH3)＝1：?3?：2时 |
| D．当容器的体积不再发生变化时 |
(1)1︰3 0．6 30% (2)①增大 减小 ＝ ②A、B、D
③N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
③N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1（1）设反应前混合气体中氮气的体积是x，则氢气是4－x。平衡后，气体体积减少了0.6L，所以根据反应式N2＋3H22NH3可知，参加反应的氮气是0.3L，氢气是0.9L，生成氨气是0.6L。所以平衡时氮气是x－0.3，氢气是3.1－x。又因为容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，所以有
，解得x＝1L
所以氮气和氢气的体积之比是1︰3；反应中氮气的转化率是0.3÷1＝0.3，即30％。
（2）①氨气的相对分子质量是17，所以混合气的平均相对分子质量增大，所以密度增大。氮气和氢气的体积是1︰3时，混合气的平均相对分子质量是
，由于反应向逆反应方向进行，因此混合气的平均相对分子质量是减小，则密度也是减小的。但由于反应是压强不变的，因此平衡是等效的，即反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度等于5。
②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。所以A、B、D都是可以说明的。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，所以选项C不正确，答案选ABD。
③由于平衡是等效的，所以氨气的转化率是70％，则消耗氨气是0.14mol，所以该反应的反应热是6.44kJ÷0.07molkJ·mol－1，所以该反应的热化学方程式是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。
2NH3可知，参加反应的氮气是0.3L，氢气是0.9L，生成氨气是0.6L。所以平衡时氮气是x－0.3，氢气是3.1－x。又因为容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，所以有
，解得x＝1L所以氮气和氢气的体积之比是1︰3；反应中氮气的转化率是0.3÷1＝0.3，即30％。
（2）①氨气的相对分子质量是17，所以混合气的平均相对分子质量增大，所以密度增大。氮气和氢气的体积是1︰3时，混合气的平均相对分子质量是
，由于反应向逆反应方向进行，因此混合气的平均相对分子质量是减小，则密度也是减小的。但由于反应是压强不变的，因此平衡是等效的，即反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度等于5。②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。所以A、B、D都是可以说明的。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，所以选项C不正确，答案选ABD。
③由于平衡是等效的，所以氨气的转化率是70％，则消耗氨气是0.14mol，所以该反应的反应热是6.44kJ÷0.07molkJ·mol－1，所以该反应的热化学方程式是N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。
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2Z
2NH3(g)；△H ＜0，在密闭容器中达到平衡，平衡时改变外界条件，使反应再次平衡，新平衡时，c(H2)/c(NH3)与原平衡相比变小了，则改变条件的可能有
2SO3，并达平衡后。B容器中SO2的质量分数 （填“ >”、“ < ”或“=”） A 容器中SO2的质量分数
xC(g)＋2D(g)。5min后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0．1mol/(L·min)，下列结论错误的是
a Z(g) + W(g) △H =－QkJ·mol－1 (Q>0)
Cr2O72－（橙色）+H2O
2SO3(g) △H<0 ,温度一定，体积为3L的密闭容器中，投入2 mol SO2和1 molO2, 2min反应达平衡时，容器中有1.2 mol SO3，放出热量117.6 kJ,试计算：