Question

（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
則4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=

 

（用△H₁、△H₂、△H₃表達(dá)）．
（2）將水蒸氣通過(guò)紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，以上反應(yīng)達(dá)到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率的是

 

．
A．升高溫度　  B．增加碳的用量   C．加入催化劑　　 　 D．用CO吸收劑除去CO
（3）將一定量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下數(shù)據(jù)：

溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol[學(xué)科		達(dá)到平衡所 需時(shí)間/min
	H2O	CO	H2	CO
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

通過(guò)計(jì)算求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（4）工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過(guò)處理后獲得的較純H₂用于合成氨．合成氨反應(yīng)原理為：N₂（g）+3H₂（g）

一定條件

2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．實(shí)驗(yàn)室模擬化工生產(chǎn)，分別在不同實(shí)驗(yàn)條件下反應(yīng)，N₂濃度隨時(shí)間變化如圖1．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為

 

，判斷依據(jù)是

 

．
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高，其它條件相同，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH₃濃度隨時(shí)間變化的示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度、減小壓強(qiáng)、減少生成物的量都能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)增大水蒸氣的轉(zhuǎn)化率；
（3）根據(jù)三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體的體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

計(jì)算；
（4）①由圖開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)Ⅱ與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，反應(yīng)速率加快，平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛炔蛔儯�說(shuō)明改變條件速率加快平衡不移動(dòng)，結(jié)合反應(yīng)特征與平衡移動(dòng)原理分析；
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ的溫度比實(shí)驗(yàn)Ⅰ高，反應(yīng)速率快，到達(dá)平衡時(shí)間縮短，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)氨氣的濃度較實(shí)驗(yàn)Ⅰ低，據(jù)此作圖．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
依據(jù)蓋斯定律3×③-①×2-②×2得到熱化學(xué)方程式為：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=（3△H₃-2△H₁-2△H₂）KJ/mol；
故答案為：3△H₃-2△H₁-2△H₂ ；
（2）有利于提高H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，且不能增大水的濃度，
A．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，水的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；
B．碳為固體，增加碳的用量，不影響平衡移動(dòng)，水的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；
C．加入催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，不影響平衡移動(dòng)，水的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．用CO吸收劑除去CO，CO的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，水的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確，
故答案為：AD；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
起始（mol）：2       1       0        0
變化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6      0.4      0.4        
反應(yīng)前后氣體的體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，故k=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.4×0.4

1.6×0.6

=0.17，
故答案為：0.17；
（4）①由圖開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)Ⅱ與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，反應(yīng)速率加快，平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛炔蛔�，說(shuō)明改變條件速率加快平衡不移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，升高溫度或增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度，可以增大反應(yīng)速率，但平衡發(fā)生移動(dòng)，故應(yīng)是使用催化劑，
故答案為：使用催化劑；實(shí)驗(yàn)Ⅱ與實(shí)驗(yàn)Ⅰ平衡狀態(tài)相同，而實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡所需時(shí)間短；
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ的溫度比實(shí)驗(yàn)Ⅰ高，反應(yīng)速率快，到達(dá)平衡時(shí)間縮短，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)氨氣的濃度較實(shí)驗(yàn)Ⅰ低，故圖象為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：題目綜合性較大，涉及反應(yīng)熱計(jì)算、化學(xué)平衡圖象與影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算等，側(cè)重高考常考點(diǎn)與基礎(chǔ)知識(shí)的考查，目難度中等