题目内容
【题目】在已经发现的一百多种元素中，除稀有气体外，非金属元素只有十多种，但与生产生活有密切的联系。
（1）氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，反应如下：
N2(g)＋3H2(g) 
2NH3(g)。
①合成氨的反应中的能量变化如图所示。
该反应是___________反应（填“吸热”或“放热”），其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量_____（填“大于”或“小于”）生成物化学键形成放出的总能量。
②在一定条件下，将一定量的N2和H2的混合气体充入某定容密闭容器中，一段时间后，下列叙述不能说明该反应达到平衡状态的是___________（填序号）。
A．容器中混合气体的密度不随时间变化
B．单位时间内断裂3 mol H-H键的同时断裂6 mol N-H键
C． N2 、H2 、NH3的物质的量之比为1:3:2
D．容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
（2）容器容积为1L，T2℃在起始体系中加入1 mol N2 、3molH2，经过5 min反应达到平衡时放55.44kJ。保持容器体积和温度不变，若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。
（3）目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(g)+H2O(g)，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 molCO2和3 molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比___。
（4）有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g) △H>0。
①若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中，CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L，则该温度下上述反应的平衡常数K=______________（保留二位有效数字）。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化（选填“增大”、“减小”、“不变”）。升高温度________________；再通入CO_________________。
③该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图：
从图中看到，反应在t2时达平衡， 在t1时改变了某种条件，改变的条件可能是（填序号）______________。（单选）
A．升温 B．增大CO2浓度
④如果在t3时从混合物中分离出部分CO，t4~ t5时间段反应处于新平衡状态，请在图上画出t3~ t5的V（逆）变化曲线____________________________。
【答案】放热 小于 AC > 5:8 1.0 减小 不变 A 
【解析】
（1）①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量；断裂化学键吸收能量，生成化学键释放能量；
②结合平衡时正逆反应速率相等、各组分的浓度不变等及其衍生的一些物理量分析；
（2）若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，相当于增大压强平衡正向进行。
（3）反应前后气体压强之比等于其物质的量之比；
（4）①根据二氧化碳和一氧化碳的浓度计算出平衡常数；
②根据影响化学平衡常数的因素进行分析；
③根据右图t1时刻，反应速率突然增大以及逆反应速率后来逐渐增大最后不变；
④根据分离出部分CO，逆反应速率减小，正反应速率瞬间不变画出t3～t5的v（逆）变化曲线。
（1）①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，断裂化学键吸收能量，生成化学键释放能量，△H=断裂化学键吸收能量-生成化学键释放能量＜0，可知断裂化学键吸收能量小于生成化学键释放能量，
故答案为：放热；小于；
②A．由于气体的质量以及容器的体积不变，则容器中混合气体的密度不随时间变化，不能用于判断是否达到平衡，故A错误；
B．单位时间内断裂3mol H-H键的同时断裂6mol N-H键，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故B正确；
C． 因不能确定起始配比数、转化率以及平衡常数，则N2、H2、NH3的物质的量之比为1：3：2不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化，说明气体的物质的量不变，达到平衡状态，故D正确．
故答案为：AC；
（2）若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，浓度为原来的两倍，若达到的是等效平衡，则放出的热量为110.88 kJ，但实际上是相当于增大压强平衡正向进行，放出更多热量，故放出的热量大于110.88 kJ，
故答案为：＞；
（3）反应前后气体压强之比等于其物质的量之比，反应前气体物质的量=4mol，甲醇生成0.75mol，最后达到平衡状态二氧化碳物质的量0.25mol，列三段式：
达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比=（0.25+0.75+0.75+0.75）：（1+3）=5：8，
故答案为：5：8；
（4）①由可逆反应Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），该反应的平衡常数表达式为：K=
；CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0mol/L，则反应消耗的二氧化碳的浓度为：1.0mol/L，达到平衡时二氧化碳浓度为1.0mol/L，则该温度下的平衡常数为：K=
=1.0，
故答案为：1.0；
②该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，二氧化碳的体积分数减小，再通入CO，由于压强不影响化学平衡，达到平衡时各组分的含量不变，
故答案为：减小；不变；
③A．升温，正、逆反应速率突然增大，随着反应的进行，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，最后不变，故A正确；
B．增大CO2的浓度，正反应速率突然增大，逆反应速率瞬间不变，故B错误；
故选：A；
④如果在t3时从混合物中分离出部分CO，逆反应速率减小，正反应速率瞬间不变，平衡向着正向移动，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，如图所示：。
