Question

【题目】氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。

（1）请写出工业上由NH3制取NO的化学方程式________________________________。

（2）一定条件下，铁可以和CO2发生反应：Fe(s)+ CO2(g)FeO(s)+ CO(g)，已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。

①该反应的逆反应是________________(填“吸热”或“放热”)反应。

②T℃、P pa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。

A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；

B、容器内压强不再变化；

C、υ正(CO2)= υ逆(FeO)

③T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示。则CO2的平衡转化率为_________，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为________________。

（3）在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器)，均进行反应：N2+3H22NH3，有关数据及平衡状态特点见下表。

容器	起始投入			达平衡时
甲	2 mol N2	3 mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同种物质的体积分数相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始时乙容器中的压强是甲容器的____________倍。

Answer 1

【答案】4NH3+5O2 4NO+6H2O 放热 A 2/3 25/33 0.8

【解析】

（1）工业上用NH3和氧气在催化剂存在的条件下反应制取NO；（2）①根据图甲，随温度升高，K值增大，说明升高温度平衡正向移动；②根据平衡定义和“变量不变”判断平衡状态；③利用“三段式”计算T1温度下平衡转化率；（3）压强比等于物质的量比，利用差量法计算起始时的气体物质的量；

（1）工业上用NH3和氧气在催化剂存在的条件下反应制取NO，反应方程式是4NH3+5O2 4NO+6H2O；（2）①根据图甲，随温度升高，K值增大，说明升高温度平衡正向移动，所以该反应的逆反应是放热反应；②Fe(s)+ CO2(g)FeO(s)+ CO(g)，正反应气体质量减小，气体物质的量不变，根据 ，平均相对分子质量是变量，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化，一定达到平衡状态，故选A；反应过程中气体物质的量不变，所以容器内压强是恒量，压强不再变化不一定平衡，故不选B；氧化亚铁是固体，不能表示反应速率，故不选C。③T1温度下，平衡常数为2，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，设二氧化碳起始物质的量为x，变化物质的量为y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g）
起始量 x 0
变化量 y y
平衡量 x-y y
平衡常数K= ，所以，二氧化碳转化率 ；容器体积不变，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为反应前后气体的质量比，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为 ，将代入得；

（3）

N2+3H22NH3 △n

1 3 2 2

1.5 x

x=1.5（mol），平衡后气体的物质的量是5mol-1.5mol=3.5mol，甲中氨气的体积分数是 ；设平衡后乙中气体的物质的量是zmol，则 ，z=2.8mol；

N2+3H22NH3 △n

1 3 2 2

1.2 y

y=1.2（mol）；乙反应前气体物质的量是2.8mol+1.2mol=4mol，所以起始时乙容器中的压强是甲容器的0.8倍。