Question

【題目】Ⅰ.在一定條件下，將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中，在不同溫度下達到平衡時NH3(g)的平衡濃度如圖所示．其中溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%。

(1)當溫度由T1變化到T2時，平衡常數關系K1___________K2(填“＞”，“＜”或“=”)，焓變△H___________0．(填“＞”或“＜”)

(2)該反應在T1溫度下5.0min達到平衡，這段時間內N2的化學反應速率為___________,N2的轉化率___________；

(3)T1溫度下該反應的化學平衡常數K1=___________；

(4)T1溫度時，若測得高爐中c(N2)=0.5mol/L，c(H2)=0.5mol/L，c(NH3)=0.5mol/L在這種情況下，該反應是否處于平衡狀態___________(填是或否)，此時反應速率是v正___________v逆(填＞，＜，=)；

Ⅱ.根據最新研究報道，在常溫常壓和光照條件下N2在催化劑表面與水發生反應：2N2(g)+6H2O(l)＝4NH3(g)+3O2(g)。

(1)此反應的△S 0(填“＞”或“＜”)。

已知2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H="-a" kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H ="-b" kJ·mol-1；CO的燃燒熱△H ="-c" kJ·mol-1。

(2)寫出消除汽車尾氣中NO2的污染時，NO2與CO的反應的熱化學反應方程式

Answer 1

【答案】(每空2分共18分)

Ⅰ.(1)＞；＜；

(2)0.008mol/(L．min)；40%；

(3)18.3；

(4)否；＞；

Ⅱ.(1)＞；

(2)4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H="-a+b-2c" kJmol-1。

【解析】試題分析：Ⅰ.(1)由圖可知，溫度越高，平衡時NH3的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故平衡常數關系K1＞K2，而升高溫度平衡向吸熱反應移動，故正反應為放熱反應，則△H＜0，故答案為：＞；＜；

(2)將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中，溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%，則：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

開始(mol)：1 3 0

變化(mol)：n 3n 2n

平衡(mol)：1-n 3-3n 2n

所以=25%，解得n=0.4，故v(N2)==0.008mol/(L．min)，

N2的轉化率=×100%=40%，故答案為：0.008mol/(L．min)；40%；

(3)T1溫度下該反應的化學平衡常數K1==≈18.3，故答案為：18.3；

(4)此時濃度商Qc==4＜K=18.3，未處于平衡狀態，反應向正反應進行，則v正＞v逆，故答案為：否；＞；

Ⅱ.(1)反應2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)中，氣體物質的量增加熵增，故答案為：＞；

(2)因為①2CO(g)+2NO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H="-a" kJmol-1；

②2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) △H="-b" kJmol-1；CO的燃燒熱△H="-c" kJmol-1，即：③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-ckJ/mol，根據蓋斯定律可知，

目標反應4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)為①-②+2×③，

所以4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H="-a+b-2c" kJmol-1．

故答案為：4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) △H="-a+b-2c" kJmol-1。