Question

氮及其化合物在生产，生活中有着重要的作用。

（1）将大气中游离态的氮转为化合态的过程称为氮的固定。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应	大气固氮	工业固氮
温度/℃	27	2000	25	400	450
K		0.1		0.507	0.152

分析数据可知：大气固氮反应属于_________（填“吸热”或“放热”）反应，人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是______________________________________。

（2）液氨是一种良好的储氢物质，其储氢容量可达17.6%（质量分数）。氨气分解反应的热化学方程式如下： 。研究表明金属催化剂可加速氨气的分解，其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应相同时间后，氮气的百分含量随反应温度的变化如图所示，图中达到平衡的点是_______________（用a、b、c表示）。b点氮气的百分含量高于c点的原因是______。

（3）近年来，有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为，该条件下，向一体积为的恒容密闭容器中通入和，后达到平衡。测得氨气的生成速率，则平衡时的转化率为______________，则常温下该反应的化学平衡常数________________。（保留小数点后2位）

（4）汽车尾气会排放氮的氧化物，是造成雾霾天气的重要原因之一。可以在汽车排气管上安装一个化转化器处理尾气： ，将与以2∶1的起始投料比充入一个密闭容器中，发生反应，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。由图分析可知，第时改变的反应条件可能为____________（填序号）。

A.保持恒温恒容充入气   

B.保持恒容，降低温度

C.移走    

D.保持恒温，缩小容器体积，增大压强

Answer

吸热 K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产 a 相同条件下，的催化效果更好，b点的反应速率更快 50% 1.69 BC

【解析】

(1)①温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移；K值很小，转化率很小；

(2)用控制变化法分析；

(3)利用结合数据，利用“三段式”计算平衡常数；

(4)12min时改变条件瞬间各组分浓度不变，而氮气浓度增大，NO、CO浓度减小，平衡正向移动，结合平衡移动原理分析解答。

(1)由表格数据可知，温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移，则正反应方向为吸热反应；由表格数据可知，2000℃时，K=0.1，K值很小，则转化率很小，不适合大规模生产，所以人类不适合大规模模拟大气固氮；

(2)根据图像显示，不论何种催化剂，当达到a点时，氮气的百分含量保持不变，a达到平衡状态，b、c点均未达到平衡；有图像可知，相同条件下，的催化效果更好，b点的反应速率更快；

(3)后达到平衡。测得氨气的生成速率，则根据v=，则氨气的浓度变化量=0.2mol/(L∙min)×5min=1mol/L，列“三段式”：

则平衡时的转化率为×100%=50%，常温下该反应的化学平衡常数K==1.69；

(4)12min时改变条件瞬间各组分浓度不变，而氮气浓度增大，NO、CO浓度减小，平衡正向移动，正反应为放热反应；

A．保持恒温恒容充入气，体系中各组分的浓度不变，平衡不移动，故A不符合图像；

B．保持恒容，降低温度，平衡正向移动，而氮气浓度增大，NO、CO浓度减小，故B符合图像；

C．移走，平衡正向移动，而氮气浓度增大，NO、CO浓度减小，故C符合图像；

D．保持恒温，缩小容器体积，体系中各组分的浓度瞬间增大，增大压强，平衡向正向移动，故D不符合图像；

答案选BC。