Question

氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：（图中涉及物质为气态）

（1）如图是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式______。

（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表，

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

请完成下列问题：

①试比较K₁、K₂的大小，K₁______K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）。

②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______（填序号字母）。

a .容器内N₂，H₂，NH₃的浓度之比为1：3：2    b. υ（N₂）_正=3υ（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在400℃时，当测得NH₃和N₂，H₂的物质的量分别为1mol和2mol，3mol时，则该反应的υ（N₂）_正______υ（N₂）_逆（填写“＞，“=”或“＜”）。

Answer

NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol； ①＞ c ＞

【解析】

（1）根据1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，反应焓变=134kJ/mol﹣368kJ/mol=﹣234kJ/mol，反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol；

（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2；

②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则

a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态；

b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ（N2）正=υ（H2）逆是平衡状态，υ（N2）正=3υ（H2）逆反应没有达到平衡状态；

c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态；

d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态；

答案选c；

③400℃时，在0.5L容器中，NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为：2mol/L、4mol/L、6mol/L，400℃时，浓度商Qc==0.0046＜K=0.5，说明反应正向进行，因此有υ（N2）正＞υ（N2）逆。