Question

（7分）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）根据右侧能量变化示意图，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的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×106	K1	K2

 
①该反应的平衡常数表达式：K=           
②试判断K₁      K₂（填写“>”，“=”或“<”）
③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
（3）对反应N₂O₄(g)2NO₂(g) △H > 0 ，在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如右图所示，下列说法正确的是           。

a．A、C两点的反应速率：A＞C    
b．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
c．A、C两点N₂O₄的转化率：A＞C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

Answer 1

(7分)（1）NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g)      ΔH＝－234 kJ?mol^－1
（2）①C²（NH₃）/C（N₂）^.C³（H₂）（1分）  ②＞（1分）③c （1分）（3）c d 
（除注明外每空2分）

试题分析：（1）根据图像可知，反应中放出的热量是134kJ/mol－268kJ/mol＝－234kJ/mol，所以该反应的热化学方程式是NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g)      ΔH＝234kJ/mol。
（2）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝C²（NH₃）/C（N₂）^.C³（H₂）。
②正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数减小，即K₁＞K₂。
③在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种物质的浓度不一定相等或满足某种关系，a不正确；b中反应速率的方向相反，但满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确；根据方程式可知，反应是体积减小的可逆反应，所以压强也是减小的，因此选项c可以说明；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，d不正确，答案选c。
（3）A点的压强大于C点的压强，所以A、C两点的反应速率：C＞A，选项a不正确；A、C两点的温度相同，化学平衡常数相等，b不正确；正反应是体积增大的，增大压强平衡向逆反应方向移动，所以A点的转化率大，c正确；B和A点相比，压强相等，但温度不同，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法，d正确，答案选cd。
点评：判断化学平衡状态的标志有：(1)任何情况下均可作为标志的：①υ_正=υ_逆(同一种物质)；②各组分含量(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化；③某反应物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化学计量数之比；(2)在一定条件下可作为标志的是：①对于有色物质参加或生成的可逆反应体系，颜色不再变化；②对于有气态物质参加或生成的可逆反应体系，若反应前后气体的系数和相等，则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)；③对于恒温绝热体系，体系的温度不在变化；(3)不能作为判断标志的是：①各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比 (任何情况下均适用)；②有气态物质参加或生成的反应，若反应前后气体的系数和相等，则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)。