Question

（7分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。
（1）根據右側能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式              。

（2）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H < 0 ，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數K	4.1×106	K1	K2

 
①該反應的平衡常數表達式：K=           
②試判斷K₁      K₂（填寫“>”，“=”或“<”）
③下列各項能說明該反應已達到平衡狀態的是       （填字母）
a．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1∶3∶2
b．v(N₂)_正 = 3v(H₂)_逆
c．容器內壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
（3）對反應N₂O₄(g)2NO₂(g) △H > 0 ，在溫度分別為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數隨壓強變化曲線如右圖所示，下列說法正確的是           。

a．A、C兩點的反應速率：A＞C    
b．A、C兩點的化學平衡常數：A＞C
c．A、C兩點N₂O₄的轉化率：A＞C
d．由狀態B到狀態A，可以用加熱的方法

Answer 1

(7分)（1）NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g)      ΔH＝－234 kJ?mol^－1
（2）①C²（NH₃）/C（N₂）^.C³（H₂）（1分）  ②＞（1分）③c （1分）（3）c d 
（除注明外每空2分）

試題分析：（1）根據圖像可知，反應中放出的熱量是134kJ/mol－268kJ/mol＝－234kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式是NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g)      ΔH＝234kJ/mol。
（2）①化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的化學方程式可知，該反應的平衡常數表達式是K＝C²（NH₃）/C（N₂）^.C³（H₂）。
②正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以平衡常數減小，即K₁＞K₂。
③在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。平衡時各種物質的濃度不再發生變化，但各種物質的濃度不一定相等或滿足某種關系，a不正確；b中反應速率的方向相反，但滿足速率之比是相應的化學計量數之比，不正確；根據方程式可知，反應是體積減小的可逆反應，所以壓強也是減小的，因此選項c可以說明；密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，d不正確，答案選c。
（3）A點的壓強大于C點的壓強，所以A、C兩點的反應速率：C＞A，選項a不正確；A、C兩點的溫度相同，化學平衡常數相等，b不正確；正反應是體積增大的，增大壓強平衡向逆反應方向移動，所以A點的轉化率大，c正確；B和A點相比，壓強相等，但溫度不同，所以由狀態B到狀態A，可以用加熱的方法，d正確，答案選cd。
點評：判斷化學平衡狀態的標志有：(1)任何情況下均可作為標志的：①υ_正=υ_逆(同一種物質)；②各組分含量(百分含量、物質的量、質量)不隨時間變化；③某反應物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化學計量數之比；(2)在一定條件下可作為標志的是：①對于有色物質參加或生成的可逆反應體系，顏色不再變化；②對于有氣態物質參加或生成的可逆反應體系，若反應前后氣體的系數和相等，則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容)；③對于恒溫絕熱體系，體系的溫度不在變化；(3)不能作為判斷標志的是：①各物質的物質的量或濃度變化或反應速率之比=化學計量數之比 (任何情況下均適用)；②有氣態物質參加或生成的反應，若反應前后氣體的系數和相等，則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容)。