Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列問題：

（1）如圖是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2 和NO過程中的能量變化示意圖，請寫出NO2 和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 _________________________________________。

（2）在0.5 L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下化學(xué)反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化學(xué)平衡常數(shù) K 與溫度 T 的關(guān)系如下表：

T/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

請回答下列問題：

①試比較K1、K2的大小，K1 ______ K2(填“＞”、“＝” 或“＜”)。

②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________(填序號字母)。

a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2 b．3v正(N2) ＝ v逆(H2)

c．容器內(nèi)壓強保持不變 d．混合氣體的密度保持不變

③400℃時，反應(yīng) 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 的平衡常數(shù)K為_________。當(dāng)測得NH3、N2、H2的濃度分別為3 mol L1、2 mol L1、1 mol L1時，則該反應(yīng)的v正(N2)______v逆(N2)(填“＞”、“＝” 或“＜”)。

（3）在容積為2 L的密閉容器中，充入一定量CO2和H2合成甲醇(CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－58 kJ·mol1)，在其他條件不變時，溫度T1、T2對反應(yīng)的影響圖像如圖。

①溫度為T1時，從反應(yīng)到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)＝______mol·L1·min1。

②圖示的溫度T1______T2（填“＞”、“＝” 或“＜”）。

Answer 1

【答案】NO2(g)+CO(g)= NO(g)+CO2(g) ΔH=234 kJ mol1 ＞ bc 2 ＞ ＜

【解析】

（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對于放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡逆向移動，反應(yīng)平衡常數(shù)越小；

②根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷；

③400℃時，N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化學(xué)平衡常數(shù) K =0.5，反應(yīng) 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 的平衡常數(shù)K為 =2；

根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)的關(guān)系來確定平衡的移動方向；

（3）①結(jié)合v=△c÷△t計算；

②由圖T2先達到平衡，溫度高，速度快，圖示的溫度T1<T2。

（1）該反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=134KJ·mol－1-368KJ·mol－1=-234KJ·mol－1，所以熱化學(xué)方程式為：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ·mol－1；

（2）①該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K1＞K2；

②a、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故a錯誤；

b、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，3v正(N2) ＝ v逆(H2)

是平衡狀態(tài)，故b正確；

c、容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故c正確；

d、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯誤；

故選bc；

③400℃時，N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化學(xué)平衡常數(shù) K =0.5，反應(yīng) 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 的平衡常數(shù)K為 =2；

，400℃時，濃度商Qc=2×13÷32=＜K，說明反應(yīng)正向進行，因此有v正(N2)>v逆(N2)；

（3）①溫度為T1時，從反應(yīng)到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)＝△c÷△t=== mol·L1·min1。

②由圖T2先達到平衡，溫度高，速度快，圖示的溫度T1<T2。