Question

【题目】对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。

（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：

N2(g)+O2(g)＝2NO(g) H= +180 kJ·mol-1；

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) H =－483 kJ·mol-1；

N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g) H = －93 kJ·mol-1。

则氨的催化氧化反应的热化学方程式为___________________________________。

（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H＜0。一定温度下，将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如右图所示。

①NO的平衡转化率为_________，0~20min平均反应速率v(NO)为_____________mol/(Lmin)；该温度下的化学平衡常数数值是_____________。25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，则化学平衡将_________ 移动（填“向左”、“向右”或“不”)。

②下列可说明该反应已经达到平衡的是__________。

a． v生成（CO2）= v消耗（CO）

b．混合气体的密度不再改变

c．混合气体的平均相对分子质量不再改变

d．单位时间内消耗2n mol CO2的同时生成n mol N≡N

e．NO、CO、N2、CO2的浓度相等

③反应达到平衡后，改变某一个条件，下列示意图曲线①⑧中正确的是________

Answer 1

【答案】 4 NH3(g) +5O2(g)＝4 NO(g) +6H2O(g) H= -903 kJ·mol-1 25% 0.02 0.05 向左 cd ①⑤⑦

【解析】（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1；

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483kJmol﹣1；

③N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣93kJmol﹣1；

根据盖斯定律，②×3+①×2﹣③×2可得：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=[3×（﹣483kJmol﹣1）+（+180.5kJmol﹣1）×2﹣2×（﹣93kJmol﹣1）]=﹣903kJmol﹣1；（2）①由图可知，20min到达平衡，平衡时生成氮气为0.4mol，由方程式可知消耗NO为0.4mol×2=0.8mol，NO转化率=×100%=28.57%，v（NO）==0.02mol/（Lmin），若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H＜0．

起始量 2.8mol 2.4mol 0 0

变化量 0.8mol 0.8mol 0.4mol 0.8mol

平衡量 2.0mol 1.6mol 0.4mol 0.8mol

化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，该温度下的化学平衡常数K===0.05，25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，

2NO（g）+ 2CO（g） N2（g）+ 2CO2（g）

2 1.6+0.8=2.4 0.8+0.4=1.2 0.4

Q==0.017＞K，浓度商Qc＞K，平衡向左移动；②2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H＜0。a． v生成（CO2）表示V正，v消耗（CO）表示V正，所以不能表示到达平衡，选项a错误；b．反应前后都为气体，在密闭容器中，反应前后质量不变，混合气体的密度ρ=始终保持不变，所以不能判断，选项b错误；c．反应前后质量不变，但反应后气体的体积减小，所以当混合气体的平均相对分子质量不再改变，能判断达到平衡，选项c正确；d．单位时间内消耗2n mol CO2的表示V逆，同时生成n mol N≡N表示V正，且符合其系数比，能判断达到平衡，选项d正确；e．达到平衡不必必须满足NO、CO、N2、CO2的浓度相等，所以不能判断达到平衡，选项e错误；答案选cd；③平衡常数只受温度影响，升高温度平衡向吸热反应移动，该反应正反应为放热反应，故升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故①正确②错误；催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，物质转化率不变，故③④错误；平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与物质的浓度无关，故⑤正确⑥错误；压强增大，平衡正向进行，增大氮气的物质的量，氮气的浓度增大，⑦正确⑧错误；综上所述①⑤⑦正确；答案选①⑤⑦。