Question

氮的单质及其化合物性质多样，用途广泛。

完成下列填空。

（1）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂；

2NO+2CO2CO₂+N₂+Q（Q>0）

某温度下测得该反应在不同时间内的CO浓度如下表：

时间(s) 浓度(mol/L)	0	1	2	3	4	5
c (CO)	3.60×10^-3	3.05×10^-3	2.85×10^-3	2.75×10^-3	2.70×10^-3	2.70×10^-3

该反应的平衡常数表达式为________；温度升高，K值________（选填“增大”、“减小”、“不变”）；前2s内的平均反应速率v(N₂)=________；若上述反应在密闭容器中发生，达到平衡时能提高NO转化率的措施之一是_______________。

（2）工业合成氨的反应温度选择500℃左右的原因是_________________。

（3）实验室在固定容积的密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨，反应在一定条件下已达到平衡的标志是___________。

a.N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2

b.容器内的压强保持不变

c. N₂、H₂、NH₃的浓度不再发生变化

d.反应停止，正、逆反应的速率都等于零

（4）常温下向含1mol溶质的稀盐酸中缓缓通入1molNH₃（溶液体积变化忽略不计），反应结束后溶液中离子浓度有大到小的顺序是____________；在通入NH₃的过程中溶液的导电能力________（选填“变大”、“变小”、“几乎不变”）。

Answer

减小 1.875×10-4mol/(L·s) 降低反应体系的温度或缩小容器的体积（合理即可） 该温度下催化剂的活性最大 bc c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 几乎不变

【解析】(1)反应2NO+2CO2CO2+N2+Q(Q>0)的平衡常数表达式为；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则K值减小；

前2s内的平均反应速率v(N2)= v(CO)= ×= 1.875×10-4mol/(L·s)；若上述反应在密闭容器中发生，降低反应体系的温度或缩小容器的体积，均可使平衡正向移动，提高NO转化率；

(2)合成氨是放热反应，反应温度选择500℃左右的原因是该温度下催化剂的活性最大；

(3)a.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2，此时不一定为平衡状态，故a错误；b.容器内气体总物质的量随反应的进行不断改变，当压强保持不变时，混合气体总物质不变，此时是平衡状态，故b正确；c. N2、H2、NH3的浓度不再发生变化，此时是平衡状态，故c正确；d.可逆反应达到平衡时是动态平衡，速率不为0，故d错误；答案为bc；

(4)常温下向含1mol溶质的稀盐酸中缓缓通入1molNH3(溶液体积变化忽略不计)，反应结束后溶液为NH4Cl，因NH4+水解溶液显酸性，则溶液中离子浓度有大到小的顺序是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)；在通入NH3的过程中溶液中离子的总浓度保持不变，则溶液的导电能力几乎不变。

点睛：化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志：1、各物质的浓度不变。2、各物质的百分含量不变。3、对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志。4、对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。5、对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。6、对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。