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．（1）根据图1

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．（1）根据图1所示的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式______．（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（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 4.1×106 K1 K2①该反应的平衡常数表达式：K=______．②试判断K1______K2（填写“＞”“=”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的浓度之比为1：3：2 b．v（N2）正=3v（H2）逆c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变（3）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图2所示，下列说法正确的是______．a．A、C两点的反应速率：A＞Cb．A、C两点的化学平衡常数：A＞Cc．A、C两点NO2的转化率：A＜Cd．由状态B到状态A，可以用加热的方法（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78，则N2的转化率a（N2）=______，以NH3表示该过程的反应速率v（NH3）=______．

Answer 1

（1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，平衡常数计算表达式为

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，故答案为：

c2(NH3)

c3(H2)×c(N2)

，
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
③a．平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变，但容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比不一定为为1：3：2，所以不能作为平衡的标志，故a错误；   
 b．速率之比等于系数之比，v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，说明氮气气的正反应速率等于氮气的逆反应速率，反应达到平衡，故b正确；
c．反应前后气体体积减小，若压强不变，说明反应达到平衡，故c正确；
d．反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度不变，所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志，故d错误；
故选：c；
（3）a．A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快，所以速率：C＞A，故a错误；
b．A、C两点都在等温线上，平衡常数只与温度有关，所以化学平衡常数：A=C，故b错误；
c．A、C两点都在等温线上，压强增大，平衡向气体体积减少的方向移动，即逆反应方向移动，NO₂的转化率增大，所以两点NO₂的转化率：A＜C，故c正确；
d．该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，NO₂的体积分数增大，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法，故d正确；
故选：cd； 
（4）一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂并发生反应，
                N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始量（mol）     1     3       0
变化量（mol）     X     3X      2X       
平衡量（mol）    1-X    3-3X    2X
10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的

7

8

，则有

1?X+3?3X +2X

1+3

=

7

8

，解得X=0.25，
H₂的转化率

0.25mol

1mol

×100%=25%，用NH₃表示该反应的反应速率V（NH₃）=

△C

△t

=

0.5mol 1L

10min

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