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工业制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1025 kJ·mol-1

(1)该反应的平衡常数表达式为K=________;升高温度,K值________(填“增大”或“减小”或“不变”)。

(2)若反应物起始的物质的量相同,下列关系图错误的是______

(填序号)。

(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:

  浓度

时间  

c(NH3) (mol·L-1)

c(O2) (mol·L-1)

c(NO) (mol·L-1)

起始

0.8

1.6

0

第2min

0.6

a

0.2

第4min

0.3

0.975

0.5

第6min

0.3

0.975

0.5

第8min

0.8

1.6

0.5

①起始时物料比c(O2)c(NH3)>1.25,其原因是________;

②反应在第2min到第4min时,O2的平均反应速率为__________mol·L-1·min-1;

③反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是__________(填序号);

a.使用催化剂                   b.升高温度

c.充入He气体                          d.增加O2的浓度

④反应在第8min时改变的反应条件可能是____________。


答案 (1) 减小

(2)c

(3)①为了提高NH3的转化率 ②0.1875 ③ab ④增加了反应物的浓度

解析 (1)该反应正向放热,温度升高,平衡逆向移动,产物浓度降低,反应物浓度增大,化学平衡常数减小;同理(2)问中c项错误。

(3)①为提高NH3的转化率,可增大廉价原料气O2的浓度。②根据题中数据,先求NH3的平均速率,

v(NH3)==

0.15mol·L-1·min-1,v(O2)=v(NH3)=

0.15 mol·L-1·min-1×=0.1875 mol·L-1·min-1。

③第2min到第4min内NH3的平均速率为

0.15 mol·L-1·min-1,而起始到了2min内NH3的平均速率为=0.1 mol·L-1·min-1,说明反应速率增大,使用催化剂或升高温度都可使反应速率增大,恒容条件下充入惰性气体,对反应速率无影响,若增加O2的浓度会使其总浓度大于1.6mol·L-1(氧原子守恒);④第8min时,NH3、O2的浓度均增大,但NO的浓度没变,只能是增加了反应物的浓度。


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