Question

（1）在一定条件下，将1.00molN₂(g）与3.00molH₂(g）混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH₃(g）的平衡浓度如图所示。其中温度为T₁时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。

（1）当温度由T₁变化到T₂时，平衡常数关系K₁          K₂（填“＞”，“＜”或“＝”），焓变△H         0。（填“＞”或“＜”）

（2）该反应在T₁温度下5.0min达到平衡，这段时间内N₂的化学反应速率为             。N₂的转化率

（3）T₁温度下该反应的化学平衡常数K₁＝               。

（4）500℃时,若测得高炉中c(N₂）=0．5mol/L，c(H₂）=0.5mol/L， c(NH₃）=0.5mol/L在这种情况下，该反应是否处于平衡状态______(填是或否）,此时反应速率是v正________v逆(填  >,  <,  =）.

（5）根据最新研究报道，在常温常压和光照条件下N₂在催化剂表面与水发生反应：

2N₂(g）＋6H₂O(l）＝4NH₃(g）＋3O₂(g），此反应的△S           0（填“＞”或“＜”）。

已知：①2CO(g）＋2NO(g）=N₂(g）＋2CO₂(g）  △H=－a kJ·mol^-1

②2NO(g）＋O₂(g）=2NO₂(g）  △H=－b kJ·mol^-1；

③CO的燃烧热△H =－c kJ·mol^-1。

写出消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO的反应的热化学反应方程式             

Answer

（1）> ，< ；（2） 8x10- 3mol/(L.min） ；40%；（3） 18.3；

（4）否；>；（5） > ；4CO(g）＋2NO2(g）=N2(g）＋4CO2(g） △H=-a+b-2c kJ·mol-1

【解析】

试题分析：（1）根据图像中氨气的平衡含量与温度的关系可知：升高温度，氨气的平衡浓度降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，说明该反应的正反应放热反应。当温度由T1变化到T2时，平衡常数关系K1>K2；由于该反应的正反应是放热反应，所以△H<0；（2）该反应在T1温度下5.0min达到平衡，将1.00molN2(g）与3.00molH2(g）混合于一个10.0L密闭容器中，根据反应方程式N2(g）+3H2(g）=2NH3(g）可知：每有1mol N2发生反应会产生2molNH3，气体的物质的量减少2mol，假设反应的氮气的物质的量是x，则反应的氢气的物质的量是3x，反应产生2x，反应后的气体的物质的量减小2x，反应后混合气体的总物质的量是(1mol+3mol-2xmol），其中温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%，2x÷(1mol+3mol-2xmol）= 25.0%，解得x=0.4mol，则这段时间内N2的化学反应速率为0.4mol÷10L÷5.0min=0.008mol/(Lmin）；N2的转化率是(0.4mol÷1mol）×100℅=40%；（3）T1温度下,反应处于平衡状态时，c(NH3）=0.8mol÷10.0L=0.08mol/L，c(N2）=(1mol-0.4mol） ÷10.0L=0.06mol/L；c(H2）=(3mol-3×0.4mol） ÷10.0L=0.18 mol/L,则根据化学平衡常数的含义可得该反应的化学平衡常数K1＝；（4）500℃时,若测得高炉中c(N2）=0．5mol/L，c(H2）=0.5mol/L， c(NH3）=0.5mol/L，，在这种情况下，该反应不处于平衡状态此时反应速率关系是v正>v逆，反应正向进行；（5）在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g）＋6H2O(l）＝4NH3(g）＋3O2(g），根据物质的存在状态及反应方程式的系数关系可知2<4+3，所以此反应的△S>0；①2CO(g）＋2NO(g）=N2(g）＋2CO2(g） △H=－a kJ·mol-1；②2NO(g）＋O2(g）=2NO2(g） △H=－b kJ·mol-1；根据CO的燃烧热△H =－c kJ·mol-1可得反应的热化学方程式是：③2CO(g）+ O2(g）=2CO2(g） △H =－2c kJ·mol-1。①-②+③，整理可得4CO(g）＋2NO2(g）=N2(g）＋4CO2(g） △H=-a+b-2c kJ·mol-1。

【考点定位】考查热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡移动、物质平衡转化率的计算的知识。

【名师点睛】根据盖斯定律可知，反应放出或吸收的热量只与反应的物质的多少及物质的存在状态有关，而与反应途径无关，将热化学方程式进行叠加，就可以得到相应的反应的热化学方程式；化学反应速率是用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物的浓度的增加来表示的；如V正>V逆，反应正向进行，若V正