Question

回答下列问题：

(1)工业合成氨的原理为N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)  ∆H=-92.4kJ·mol^-1。现将6molN₂和14molH₂充入如图所示密闭容器中，保持压强不变，开始时活塞的位置如图1所示，当反应达到平衡时，活塞的位置如图2所示。

①下列表述能说明反应已达到平衡的是___(填字母)。

A.活塞不再移动

B.容器内压强不再改变

C.容器内气体密度不再改变

D.容器内气体的平均相对分子质量不再改变

②已知某次反应过程中逆反应速率随时间的变化关系如图所示，在t₁时刻改变了某一条件，则改变的一种条件是_____。

(2)治理NO的一种方法是先将NO氧化成NO₂后，再将NO₂通入还原性碱溶液中电解转化成N₂，其中氧化的反应原理为NO(g)+O₃(g)⇌NO₂(g)+O₂(g)  ∆H<0。下列说法正确的是____(填字母)。

A.已知该反应在较低温度下能自发进行，说明∆S=0

B.加入催化剂，可降低反应的活化能和焓变，从而加快反应的速率

C.活化分子有效碰撞理论中，活化能指活化分子平均能量与非活化分子平均能量的差值

D.在一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1:3的NO和O₃，达到平衡时NO转化率为a，再充入一定量物质的量之比为1:3的NO和O，NO转化率不变。

(3)处理汽车尾气中的氮氧化物还可以用NH3还原法，假设在恒容密闭容器中，仅发生反应： △H<0。测得NO的平衡转化率随温度的变化关系如图所示，已知温度为T₃时，反应达到平衡所需时间为10min。请在图中画出不同温度下(其他条件均相同)，反应都经过10min时，NO转化率的曲线示意图_____________。

Answer

ACD 加压 D

【解析】

（1）①分析所给物理量在反应过程中是否发生变化，若反应过程中发生变化，当其不变时，则达到平衡状态；

②根据图像分析影响速率的因素；

（2）反应能否自发进行，依据△G=△H -T△S<0；催化剂对反应速率的影响但是不影响反应热；活化能的考查；外界条件对平衡的影响；

（3）根据温度对化学反应速率、化学平衡的影响效果作图。

（1）①A．该反应为体积变化的反应，反应过程中气体的体积发生变化，因此活塞不再移动时，说明反应达到平衡状态，A正确；

B．该装置为恒压装置，反应过程中压强始终不变，B错误；

C．由于反应物和生成物都是气体，则混合气体的质量不变，由于容器为恒压装置，反应过程中，气体体积发生变化，根据公式可知，当混合气体的密度不变时，则反应达到平衡状态，C正确；

D．该反应前后为气体分子数改变的反应，当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时。反应达到平衡，D正确；

答案选ACD；

②由图可知，t1时刻后，反应速率增大，而升高温度、增大压强或加入催化剂都可能增大反应速率，若t1时刻反应达到平衡，则改变的条件为加压；

（2）A．该反应的∆H<0，依据△G=△H -T△S<0可知，该反应在较低温度下自发进行，则△S<0，A错误；

B．催化剂降低反应的活化能，加快化学反应速率，不改变化学反应的焓变，B错误；

C．活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之间的差值，C错误；

D．该反应是反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容容器中反应达到平衡状态，同等倍数的增大反应物的浓度，当再次达到平衡时，NO转化率不变，D正确；

答案选D；

（3）反应进行前10min内，反应向正向进行，因此NO的转化率增大，由于升高温度，反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，所以温度低于T3时，10min内反应均未达到平衡，NO的转化率低于其平衡状态的转化率，即在平衡转化率曲线下方，图像为：