Question

氮是大氣中含量最多的氣體，研究氮及其化合物對人類有重要的意義．
（1）合成氨的原理為：N₂（g）+3H₂?2NH₃△H=-92.4kJ/mol
①將一定量的N₂（g）和H₂（g）放入1L的密閉容器中，在500℃、2×10⁷Pa下達到平衡，平衡時測得N₂為0.1mol，H₂為0.3mol，NH₃為0.1mol．該條件下H₂的轉化率為______．此溫度下該反應的平衡常數K=______
②欲提高H₂的轉化率，下列措施可行的是______．
a．向容器中按原比例再充入原料氣
b．向容器中再充入惰性氣體
c．改變反應的催化劑
d．液化生成物分離出氨
（2）在2L密閉容器中，800℃時反應2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H＜0體系中，各成分濃度隨時間的變化如圖1所示：
①用O₂表示從0～2s內該反應的平均速率v=______．
②能說明該反應已經達到平衡狀態的是______．
a．v（NO₂）=2v（O₂）
b．容器內壓強保持不變
c．v_逆（NO）=2v_正（O₂）
d．容器內的密度保持不變
③為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是______．
a．及時分離出NO₂氣體
b．適當升高溫度
c．增大O₂的濃度
d．選擇高效的催化劑
（3）汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體
4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1200kJ?mol^-1對于該反應，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，圖2中圖象（甲、乙、丙）正確的是______（填代號）

Answer 1

（1）根據化學方程式和三段式列式計算：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度；0.6 0.450
變化濃度：0.50.15 0.1
平衡濃度：0.10.3 0.1
該條件下H₂的轉化率=

0.15mol/L

0.45mol/L

×100%≈33.3%，
平衡常數K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

0．12

0.1×0．33

=3.7（L/mol）²
故答案為：33.3%；3.7（L/mol）²；
③根據化學平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應是氣體體積減小的放熱反應，欲提高 H₂的轉化率，平衡正向進行；
a．向容器中按原比例再充入原料氣，則壓強增大，平衡向右移動，氫氣的轉化率增大，故a正確；
b．向容器中再充入惰性氣體，則各組分濃度不變，平衡不移動，氫氣的轉化率不變，故b錯誤；
c．改變反應的催化劑，不影響平衡的移動，氫氣的轉化率不變，故c錯誤；
d．液化生成物分離出氨，平衡向右移動，氫氣的轉化率增大，故d正確；
故選ad．
（2）①由圖象數據可知，由方程式2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）可知，平衡時△c（NO）：△c（O₂）：△c（NO₂）=2：1：2，為據此判斷表示，濃度變化的曲線，分別為b為NO，c為O₂，aNO₂，由圖中數據可知2s內，O₂的濃度變化量為0.005mol/L-0.002mol/L=0.003mol/L，根據v=

△c

△t

計算v（O₂）=

0.003mol/L

2L

=0.0015mol/L?min；
故答案為：0.0015mol/L?min；
②能說明該反應已經達到平衡狀態的是當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變；
a．未指明正逆速率，若都為同一方向速率，始終都存在v（NO₂）=2v（O₂）關系，故不能說明到達平衡，若為不同方向的速率，速率之比等于化學計量數之比，說明到達平衡，故a錯誤；
b．隨反應進行氣體的物質的量減小，壓強增減小，容器內壓強保持不變，說明到達平衡，故b正確；
c．不同物質表示的正逆速率之比等于化學計量數之比，反應到達平衡，故v_逆（NO）=2v_正（O₂），說明到達平衡，故c正確；
d．反應混合氣體的質量不變，容器的體積不變，密度始終不變，故容器內物質的密度保持不變，不能說明到達平衡，故d錯誤；
故選bc；
③為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動依據平衡移動原理分析判斷；
a．及時分離出NO₂氣體，平衡向正反應移動，但反應速率降低，故a錯誤；
b．適當升高溫度，反應速率增大，平衡向逆反應移動，故b錯誤；
c．增大O₂的濃度，反應速率增大，平衡向正反應移動，故c正確；
d．選擇高效的催化劑，增大反應速率，不影響平衡移動，故d錯誤；
故選C；
（3）甲：升高溫度，化學平衡逆向移動，化學反應速率會迅速增大，會離開原來的速率點，故甲錯誤；
乙：升高溫度，化學反應速率會迅速增大，所以T₂時先達到化學平衡狀態，并且化學平衡逆向移動，二氧化氮的轉化率減小，故乙正確；
丙：對于反應：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g），T不變，增大壓強，平衡正向移動，一氧化碳的體積分數會減小，故丙錯誤．
故答案為：乙．