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的关系如表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×106	K1	K2

①试判断K₁

 

K₂（填写“＞”，“=”或“＜”）
②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．

Answer 1

分析：（1）根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能；
（2）①根据升高温度平衡吸热方向移动以及平衡逆向移动平衡常数减小；
②直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，②反应体系中各物质的百分含量保持不变．
间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）；②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变．

解答：解：（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：＞；
②a．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．平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡，即3v（N₂）_正=v（H₂）_逆说明反应达到平衡，故b错误；
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．

点评：本题主要考查了热化学方程式的书写、化学平衡常数、化学平衡的图象、平衡状态的判断等，题目难度中等，侧重对学生能力的考查．