Question

【題目】氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。

(1)用活性炭還原NO的有關(guān)反應(yīng)為：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃時(shí)，各物質(zhì)起始濃度及10 min和20 min各物質(zhì)平衡濃度如表所示：

濃度mol/L 時(shí)間min	NO	N2	CO2
0	10	0	0
10	5	2.5	2.5
20	2	4	0.25

①在10min時(shí)，若只改變某一條件使平衡發(fā)生移動(dòng)，20min時(shí)重新達(dá)到平衡，則改變的條件是____。

②在20min時(shí)，保持溫度和容器體積不變?cè)俪淙?/span>NO和N2，使二者的濃度均增加至原來的兩倍，此時(shí)反應(yīng)v正___v逆（填“＞”“＜”或“＝”）。

(2)工業(yè)上由N2、H2來制備NH3。不同溫度下，向三個(gè)相同的容器中投入相同的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得不同溫度時(shí)平衡混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)增大而變化如圖所示。

①M(fèi)點(diǎn)的v正_______Q點(diǎn)的v正（填“＞”“＜”或“＝”）。

②圖中三條曲線對(duì)應(yīng)的溫度分別為T1、T2、T3，其中溫度最高的是____。

③恒溫恒容條件下，能說明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____（填選項(xiàng)字母）

A． 2v(N2)＝v(NH3) B．c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)]保持不變

C．反應(yīng)器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 D．3 molH－H鍵斷裂的同時(shí)，有2molN－H鍵斷裂

(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，在一定條件下NO2與N2O4的消耗速率與各自的分壓（分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）有如下關(guān)系 v(NO2)＝k1·p2(NO2)，v(N2O4)＝k2·p(N2O4)，相應(yīng)的速率與其分壓關(guān)系如圖所示。

一定溫度下，k1、k2與平衡常數(shù)Kp（壓力平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算）間的關(guān)系是k1＝____；在上圖標(biāo)出點(diǎn)中，指出能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)是______。

Answer 1

【答案】分離出了產(chǎn)物CO2(或減小CO2的濃度) ＞ ＞ T3 BC 2k2·Kp BD

【解析】

(1)②根據(jù)濃度商Qc和平衡常數(shù)K的關(guān)系，判斷平衡移動(dòng)；

(2)①Q、M兩點(diǎn)在同一等溫曲線上，但M點(diǎn)壓強(qiáng)高，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響作答；

②合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響作答；

③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，百分含量不變，以及由此衍生的一些物理量不變，據(jù)此判斷；

(3)達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，滿足平衡條件v(NO2)=2 v(N2O4)，即為平衡點(diǎn)。

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，10min改變條件后，到20min，重新達(dá)到平衡，NO的濃度減少3mol·L－1，N2的濃度增加了1.5mol·L－1，符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，CO2的濃度理應(yīng)增加，現(xiàn)在CO2的濃度減少了2.25mol·L－1，說明10min改變的條件是分離出了產(chǎn)物CO2(或減小CO2的濃度)；

②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)；20min時(shí)，保持溫度和容器的體積不變充入NO和N2，濃度增加為原來的兩倍，c(NO)=4mol·L－1，c(N2)=8mol·L－1，則此時(shí)的濃度商；Qc小于K，平衡正向移動(dòng)，則v正＞v逆；

(2) 合成氨反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0；

①Q、M兩點(diǎn)在同一等溫曲線上，但是M點(diǎn)壓強(qiáng)高；其他條件一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，化學(xué)反應(yīng)速率越大，因此M點(diǎn)的正反應(yīng)速率大，則M點(diǎn)的v正＞Q點(diǎn)的v正

②合成氨反應(yīng)是正向氣體體積減小的放熱反應(yīng)，其他條件一定時(shí)，溫度升高能使化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，則NH3的含量越小，根據(jù)圖像可知，T1、T2、T3中溫度最高的是T3；

③A．2v(N2)＝v(NH3)，不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因此不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡，A不符合題意；

B．是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式，其值不變，說明該反應(yīng)達(dá)到了最大限度，故反應(yīng)達(dá)到了平衡，B符合題意；

C．在恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，合成氨反應(yīng)正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，若壓強(qiáng)不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，C符合題意；

D．H－H鍵斷開表示的是正反應(yīng)速率，N－H鍵斷裂表示逆反應(yīng)速率；若反應(yīng)達(dá)到平衡，斷開3molH－H鍵的同時(shí)，應(yīng)該有6molN－H鍵斷裂，現(xiàn)只有2molN－H鍵斷裂，說明反應(yīng)未達(dá)到平衡，D不符合題意；

答案選BC；

(3)NO2的消耗速率表示的是正反應(yīng)速率；N2O4的消耗速率表示的是逆反應(yīng)速率；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，用不同的物質(zhì)表示時(shí)，其數(shù)值之比等于計(jì)量數(shù)之比，則v(NO2)=2v(N2O4)；根據(jù)關(guān)系式，有 k1·p2(NO2)= 2k2·p(N2O4)，，該反應(yīng)的平衡常數(shù)，聯(lián)立兩式，可得k1=2k2·Kp；

達(dá)到平衡時(shí)，v(NO2)=2v(N2O4)，B、D兩點(diǎn)表示的速率恰好滿足，因此達(dá)到平衡的點(diǎn)為BD。