Question

【题目】硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要原因，一种比较常用的方法是用NH3处理氮的氧化物（NxOy）。完成下列问题。

（1）已知：①2NO(g)＝N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

②4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为__。

（2）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。不同温度下，向三个一样的容器中投入相同的反应物进行反应，测得不同压强下平衡混合物中NH3的物质的量分数如图所示。

①M点的v正__Q点的v正(填“>”“<”或“＝”)，原因是__。

②维持10MPa、T3℃的条件不变，要提高H2的转化率，可以采取的措施是__(任写一条)。

③图中三条曲线对应的温度T1、T2、T3由高到低的顺序为___。

④恒温恒容条件下，能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的是__(填选项字母)

A.保持不变

B.3molH－H键断裂的同时，有2molN－H键断裂

C.2v(N2)=v(NH3)

D.反应器中的压强不再发生变化

⑤T3温度下，将1molN2和3molH2充入2L的恒容密闭容器中反应，一段时间后达到N点的平衡状态，则反应的平衡常数为K=__(结果保留2位小数)，M点与Q点对应的平衡常数大小关系为M__Q（填“>”“<”或“＝”）。

Answer 1

【答案】4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) +6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他条件相同，M点压强大，反应速率快 增大氮气的浓度（或及时分离出氨气） T3>T2>T1 AD 0.33 =

【解析】

（1）NH3和NO生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），据此根据盖斯定律得到热化学方程式；

（2）①Q、M两点在同一等温曲线上，但M点压强高，根据压强对化学反应速率影响解答；

②根据影响化学平衡移动的因素知识来回答判断；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向体积减小的放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向进行，氨气的含量降低，即温度越高，氨气的含量越小，据此解答；

④反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，可以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此判断；

⑤利用三段式计算N点各物的物质的量，再根据物质的量之比等于体积之比计算平衡时容器体积，转化为各物质的浓度代入平衡常数表达式计算k，平衡常数只与温度有关，据此解答。

（1）NH3和NO生成氮气和气态水的化学方程式为4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g），有盖斯定律①×3+②得到4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=（-177kJ/mol）×3+（-1253.4kJ/mol）-1784.4kJ/mol，故答案为：4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H=-1784.4kJ/mol；

（2）①Q、M两点在同一等温曲线上，但M点压强高，所以M点反应速率大，故答案为：＞，其他条件相同，M点压强大，反应速率快；

②一定条件下的密闭容器中，反应达到平衡后，要提高H2的转化率，即使化学平衡正向进行即可：可以增加反应物N2的浓度、分离出NH3（减小生成物的浓度），加入催化剂不会改变反应物的转化率，但增加H2的浓度会使得氢气的转化率减小，故答案为：增大氮气的浓度，或及时分离出氨气；

③N2（g）+3H2（g）2NH3（g）是正向体积减小的放热反应，温度越高，氨气的含量越小，观察图象可知：T1时氨气含量最高，T3时氨气含量最低，所以温度过低顺序为：T3＞T2＞T1，故答案为：T3＞T2＞T1；

④A、比例式的比值不变，说明氢气、氮气、氨气的浓度不变，符合平衡状态的本质特征，即反应达到平衡状态，故A正确；

B、3molH-H键断裂的同时，有6molN-H键断裂时，反应达到平衡状态，但3molH-H键断裂的同时，有2molN-H键断裂时，反应正向进行，故B错误；

C、2v正（N2）=v逆（NH3）时，反应达到平衡，但2v（N2）=v（NH3）时不能确定反应是否平衡：可能是正向进行，也可能达到平衡，还可能是逆向进行，故C错误；

D、反应正向进行，气体体积减小，压强随之减小，反应逆向进行，气体体积增大，压强随之增大，所以压强不变，反应达到平衡，故D正确；故答案为：AD；

⑤反应的三段式：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol） 1 3 0

变化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol） 1-x3-3x2x

平衡时氨气的含量为20%，即×100%=20%，x=mol，N2、H2、NH3的物质的量分别为mol、2mol、mol，容器的体积为2L，即c（N2）=c（NH3）=mol/L，c（H2）=1mol/L，平衡常数k===0.33；平衡常数只与温度有关，M点与Q点温度相同，故平衡常数相等，故答案为：0.33； =。