Question

(1)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH₃，在一定条件下发生反应：6NO(g) + 4NH₃(g)5N₂(g) +6H₂O(g)。

①能说明该反应已达到平衡状态的标志是____________

a．反应速率 v( NH₃) =v( N₂)    b．容器内压强不再随时间而发生变化   c．容器内 N₂ 的物质的量分数不再随时间而发生变化    d．容器内 n(NO)∶n(NH₃)∶n(N₂)∶n(H₂O) = 6∶4∶5∶6    e．12molN-H 键断裂的同时生成 5mol N≡N 键     f．混合气体的总质量不随时间的变化而变化

②某次实验中测得容器内 NO及N₂的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正) ___________ v(逆)（填﹥、﹤或﹦），d 点对应的速率关系是v(正) ___________ v(逆) （填﹥、﹤或﹦）。

(2)    已知：N≡N的键能为946kJ/mol， H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则N₂与H₂反应，生成1mol NH₃过程中______（填“吸收”或“放出”）的能量为_______kJ。

(3)    一定条件下，在 5 L密闭容器内，反应 2NO₂(g) N₂O₄(g)   ΔH＝-180 kJ·mol^-1，n(NO₂)随时间变化如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

①用 N₂O₄ 表示 0～2 s 内该反应的平均速率为________ mol•L^-1•s^-1。在第 5s 时，NO₂ 的转化率为___________。

②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是______________。

③为加快反应速率，可以采取的措施是_______

a．升高温度     b．恒容时充入He气   c．恒压时充入He气       d．恒容时充入NO₂

Answer

bc ＞ = 放出 46 0.0015 87.5% 随着反应的进行，NO2浓度减小，反应速率减小 ad

【解析】

(1)①可逆反应达到平衡时，同物质的正逆反应速率相等，各组分的浓度，含量保持不变，由此衍生出其他的一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明达到平衡；

②可逆反应正向进行时v正＞v逆，平衡时v正=v逆；

(2)焓变=反应物总键能-生成物总键能；

(3)②降低温度、浓度减小等因素可以使反应速率降低；

③升高温度、增大浓度、缩小体积增大压强、加入催化剂可以增大反应速率。

(1)①a．反应速率之比等于计量数之比，该反应达到平衡状态时，5v正(NH3)=4v逆(N2)，故a错误；
b．该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，故b正确；
c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不在改变，反应达到平衡状态，故c正确；
d．物质的量之比等于计量数之比不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变，故d错误；
e．12molN-H 键断裂的同时生成5molN≡N键均表示正反应速率，故e错误；
f．反应物和生成物均为气体，所以混合气体的总质量不变为定值，故f错误；
故答案为：bc；
②图中b点未平衡，NO的物质的量还在减少，所以图中b点对应的速率关系是v(正)＞v(逆)； d点NO的物质的量不再改变，反应达到平衡时ν(正)=ν(逆)；

(2)N2与H2反应，生成1mol NH3热化学方程式为N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)△H，该反应△H=×946kJ/mol+×436kJ/mol-3×391kJ/mol=-46 kJ/mol，焓变小于0为放热反应，所以生成1mol NH3的过程中方程46kJ能量；

(3)①0~2s内△n(NO2)=0.040mol-0.010mol=0.030mol，根据反应方程式可知该时段内△n(N2O4)=0.015mol，容器体积为5L，所以v(N2O4)==0.0015 mol•L-1•s-1；第5s时△n(NO2)=0.040mol-0.005mol=0.035mol，所以NO2的转化率为=87.5%；

②该反应正反应为放热反应，反应进行温度升高，所以温度对速率的影响是增大，则应考虑浓度对反应速率的影响，随着反应的进行，NO2浓度减小，反应速率减小；

③a．升高温度可以增大活化分子百分数，增大反应速率，故a符合题意；

b．恒容时充入He气，反应物和生成物的浓度不变，不影响反应速率，故b不符合题意；

c．恒压时充入He气，容器体积增大，反应物和生成物浓度减小，反应速率减慢，故c不符合题意；

d．恒容充入NO2，反应物浓度增大，反应速率加快，故d符合题意；

综上所述选ad。