Question

氨有着广泛的用途，可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应可生成氨气：

该反应在固定体积的密闭容器中进行，有关说法正确的是_____________（填序号字母）。

A.反应处于平衡状态时，

B.反应达到平衡后，

C.体系的总压强不变，说明反应已达平衡

D.混合气体的密度保持不变，说明反应已达平衡

（2）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有：

    ①

  ②

    ③

请写出上述三个反应中、、三者之间关系的表达式，＝_________。

（3）工业制硝酸的主要反应是：  ＝

①升高温度，反应的K值减小，则Q______（填“>”、“<”或“＝”）0。

②若反应起始的物质的量相同，下列关系图错误的是________（填序号）。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的浓度如下表：

时间/浓度
起始	4.0	5.5	0	0
第2min	3.2	a	0.8	1.2
第4min	2.0	3.0	2.0	3.0
第6min	2.0	3.0	2.0	3.0

 

反应在第2 min到第4 min时，O₂的平均反应速率为________。

反应在第2 min时改变了条件，改变的条件可能是______________________________。

该条件下，反应的平衡常数K＝________。

 

Answer 1

【答案】

（1）CD（2分） 

（2）△H₃＝（3△H₁+2△H₂）/5（2分）

（3）①<（2分）   ②AC（2分）

③0.75 mol·L^－1·min^－1 （2分）  使用催化剂或升高温度（2分）  3.0（2分）

【解析】

试题分析：（1）反应处于平衡状态时，体系中各组分的浓度不变，与c（NH₃）·c（O₂）和c（NO）·c（H₂O）是否相等无关；反应达到平衡后，则一定有3v_正（NH₃）＝2v_逆（H₂O）；反应前后气体的物质的量不相等，总压不变，可说明反应已达平衡；反应达到平衡后，混合气体的质量保持不变，说明反应已达平衡。（2）第三个反应中无NO，①×3+②×2可消去NO，然后除以5就可由①②两式得到③式。即：△H₃＝（3△H₁+2△H₂）/5。（3）①反应的K值减小，证明升温平衡逆向移动，因而正反应放热，Q<0。②温度升高，平衡逆向移动，NH₃的含量增大，H₂O的含量降低，A、C错误；压强增大，反应速率加快，平衡逆向移动，NO的含量降低，B正确；加入催化剂，反应速率加快，平衡不移动，D正确。③第2 min到第4 min，NH₃的浓度变化了1.2 mol·L^－1，因而O₂的浓度变化了1.2mol·L^－1 ×5÷4＝1.5 mol·L^－1，其平均反应速率为0.75  mol·L^－1·min^－1。根据物质之间的浓度关系，不可能是加入了物质或减小了体积，但反应速率确实加快了，因而可能是使用了催化剂或升高了温度。由于第4 min到第6 min，反应混合物的浓度不再变化，因而已经达到平衡，将相关数据代入K＝，得K＝3。

考点：本题主要考查化学平衡图像分析，化学平衡常数计算，盖斯定律的计算。