Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用．
（1）如图1是1molNO₂气体和1molCO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂气体和CO反应的热化学方程式：

 

．
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×106	K1	K2

①写出该反应的平衡常数表达式：K=

 

②试判断K₁

 

K₂（填写“＞”“=”或“＜”）
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是

 

（填字母）
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2     
b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器内压强保持不变                       
d．混合气体的密度保持不变
（3）对反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）；△H＜0，在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是

 

a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
c．A、C两点NO₂的转化率：A＜C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量368-134=234kJ，根据热化学方程式书写原则进行书写；
（2）①化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
②根据升高温度平衡吸热方向移动以及平衡逆向移动平衡常数减小；
③直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，②反应体系中各物质的百分含量保持不变．
间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）；②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变；
（3）a、压强增大，化学反应速率会加快；
b、根据B、C两点各组分浓度相等，气体总物质的量不变判断；
c、加压平衡正向移动，二氧化氮转化率增大；
d、根据温度对化学平衡的影响来回答．

解答： 解：（1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量368-134=234kJ，反应热化学方程式为：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；-760.3kJ/mol；
（2）①可逆反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化学平衡常数表达式k=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

，
故答案为：

[NH3]2

[N2]?[H2]3

；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
③a．平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变，但容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比不一定为为1：3：2，所以不能作为平衡的标志，故a错误；
b．平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡，即3v（N₂）_正=v（H₂）_逆说明反应达到平衡，故b错误；
c．反应前后气体体积减小，若压强不变，说明反应达到平衡，故c正确；
d．反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度不变，所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志，故d错误；
故选c；
（3）解：a、C点的压强大于A点的压强，压强越大，化学反应速率越快，所以反应速率C＞A，故a错误；
b、B、C两点各组分浓度相等，气体总物质的量相等，平均相对分子质量相等，故b错误；
c、从A到C，二氧化氮的体积分数减小，平衡正向移动，NO₂的转化率：A＜C，故C正确；
D、从B到A，二氧化氮的体积分数增大，平衡逆向移动，所以是温度降低的结果，故d错误；
故选c．

点评：本题主要考查了热化学方程式的书写、化学平衡常数、化学平衡的图象、平衡状态的判断等，题目难度中等，侧重对学生能力的考查．