Question

（2012?洛陽模擬）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．

（1）根據(jù)圖1所示的能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol

．
（2）在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4.1×106	K1	K2

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

．
②試判斷K₁

＞

K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）．
③下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

c

（填字母）．
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2      b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變
（3）對(duì)反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度分別為T₁、T₂時(shí)，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示，下列說法正確的是

cd

．
a．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
b．A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：A＞C
c．A、C兩點(diǎn)NO₂的轉(zhuǎn)化率：A＜C
d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應(yīng)．若容器容積恒定，10min達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為原來的

7

8

，則N₂的轉(zhuǎn)化率a（N₂）=

25%

，以NH₃表示該過程的反應(yīng)速率v（NH₃）=

0.05mol/L?min

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)能量變化圖，反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能；
（2）①依據(jù)平衡常數(shù)等于平衡生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物濃度的冪次方乘積；
②根據(jù)升高溫度平衡吸熱方向移動(dòng)以及平衡逆向移動(dòng)平衡常數(shù)減小；
③直接標(biāo)志：①速率關(guān)系：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，②反應(yīng)體系中各物質(zhì)的百分含量保持不變．
間接標(biāo)志：①混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變（m+n≠p+q）；②各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變；③各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時(shí)間的改變而改變；
（3）a．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快；
b．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；
c．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng)；
d．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，利用轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率概念的含義計(jì)算．

解答：解：（1）該反應(yīng)的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，平衡常數(shù)計(jì)算表達(dá)式為

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，故答案為：

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，故答案為：＞；
③a．平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變，但容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比不一定為為1：3：2，所以不能作為平衡的標(biāo)志，故a錯(cuò)誤；   
 b．速率之比等于系數(shù)之比，v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，說明氮?dú)鈿獾恼�反�?yīng)速率等于氮?dú)獾哪娣磻?yīng)速率，反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；
c．反應(yīng)前后氣體體積減小，若壓強(qiáng)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故c正確；
d．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度不變，所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志，故d錯(cuò)誤；
故選：c；
（3）a．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，所以速率：C＞A，故a錯(cuò)誤；
b．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以化學(xué)平衡常數(shù)：A=C，故b錯(cuò)誤；
c．A、C兩點(diǎn)都在等溫線上，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂的轉(zhuǎn)化率增大，所以兩點(diǎn)NO₂的轉(zhuǎn)化率：A＜C，故c正確；
d．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故d正確；
故選：cd； 
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應(yīng)，
                N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始量（mol）     1     3       0
變化量（mol）     X     3X      2X       
平衡量（mol）    1-X    3-3X    2X
10min達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為原來的

7

8

，則有

1-X+3-3X +2X

1+3

=

7

8

，解得X=0.25，
H₂的轉(zhuǎn)化率

0.25mol

1mol

×100%=25%，用NH₃表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率V（NH₃）=

△C

△t

=

0.5mol 1L

10min

=0.05mol/（L?min），
故答案為：25%；0.05mol/（L?min）．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了化學(xué)平衡的圖象、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的三段式計(jì)算，題目難度不大，根據(jù)所學(xué)知識(shí)即可完成．