Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

⑴根据下面能量变化示意图，请写出 NO 和 CO₂反应的热化学方程式_________。

⑵在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：2NH₃(g) N₂(g)+3H₂(g)  △H＞0，其平衡常数 K 与温度 T 的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×10^6	K1	K2

①试判断 K₁_________K₂（填写“＞”，“＜”或“＝”）；

②该反应的熵变∆S_________0（填 >、< 或 = ）

③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_________（填字母）；

a．容器内N₂、H₂、NH₃的物质的量之比为1∶3∶2    b．2υ(NH₃)正 ＝ 3υ(H₂)逆

c．容器内混合气体平均相对分子质量保持不变    d．混合气体的密度保持不变

④一定温度下，在 1L 密闭容器中充入 1molN₂和 3molH₂ 并发生反应。若容器容积恒定，10min 达到平衡时，气体的总物质的量为原来的9/10，则N₂的转化率(N₂)=_________________

⑶对反应 N₂O₄（g） 2NO₂（g）  △H > 0 ，在温度分别为T₁、T₂ 时，平衡体系中 NO₂的体积分数随压强变化曲线如右图所示，下列说法正确的是__________。

a．A、C 两点的反应速率：A＞C

b．A、C 两点的化学平衡常数：A＞C

c．A、C 两点 N₂O₄的转化率：A＞C

d．由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法

Answer

NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol−1 ＜ ＞ c 20% c d

【解析】

⑴根据下面能量变化示意图，焓变等于反应物活化能减去生成物活化能。

⑵①该反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，平衡常数增大；②该反应是气体体积增加的反应，混乱程度增加；③根据判断平衡的标志的方法进行分析；④建立三段式，再根据平衡时混合气体的物质的量进行计算。

⑶根据平衡移动方法分析。

⑴根据下面能量变化示意图， NO和CO2反应的热化学方程式NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝368 kJ·mol−1－134 kJ·mol−1＝＋234 kJ·mol−1；故答案为：NO(g)+CO2(g) = NO2(g)+CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol−1。

⑵①该反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，平衡常数增大，因此K1＜K2；故答案为：＜。

②该反应是气体体积增加的反应，混乱程度增加，因此反应的熵变∆S＞0；故答案为：＞。

③a．容器内N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2，不能作为判断平衡标志；b．υ(NH3)正、υ(H2)逆，满足两个不同方向，但速率比不等于计量系数之比，因此不能作为判断平衡标志；c．混合气体平均相对分子质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，气体物质的量增大，混合气体平均相对分子质量减小，当容器内混合气体平均相对分子质量保持不变，则达到平衡；d．混合气体的密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡的标志；故答案为：c。

④一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。，，解得x=0.2，则N2的转化率；故答案为：20%。

⑶a．A、C 两点温度相同，C点压强大，因此A、C 两点的反应速率：C＞A；b．A、C 两点温度相同，因此A、C 两点的化学平衡常数相同；c．从A点到C点，加压，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，因此A、C两点N2O4的转化率：A＞C；d．B、C两点压强相同，从B到A，NO2体积分数增大，平衡正向移动，即升温，因此由状态B到状态A，可以用加热的方法得到；故答案为：cd。