Question

【题目】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。

I.NOx和SO2在空气中存在下列平衡：

2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1

SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3．

（1）写出NO2和SO2反应的热化学方程式为_________．

（2）随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是_____．

II.（1）目前，应用NH3的催化还原法来进行烟气氮氧化物脱除，化学反应可表示为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g) △H＜0，该反应中，反应物总能量_____(填“>”、“<”或“=”)生成物总能量。

（2）已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1，将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中，使反应在不同条件下进行，反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。

①与容器a中的反应相比，容器b中的反应改变的实验条件可能是_______，判断的依据是___________________。

②一定温度下，下列能说明反应已达到平衡状态的是____

A．H2O(g)与NO的生成速率相等 B．混合气体的密度保持不变

C．ΔH保持不变 D．容器的总压强保持不变

（3）用NH3和Cl2反应可以制备具有强氧化性的三氯胺（三氯胺在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质），方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃）容器中分别加入2molCl2和2molNH3，测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示：

t /min	0	40	80	120	160
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(Cl2)(乙容器)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①T℃__________400℃（填“>”或“<”）。

②该反应的ΔH__________0（填“>”或“<”）。

③该反应自发进行的条件是__________（填高温、低温、任何温度）。

④对该反应，下列说法正确的是_________（填选项字母）。

A.若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态

B.若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态

C.反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按 继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大

D.反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NC13，平衡将向逆反应方向移动

Answer 1

【答案】NO2（g）+SO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=﹣41.8 kJmol﹣1 减小 ＞ 升高温度 容器b中反应达到平衡所需时间比容器a短，且平衡时c(N2)也比容器a小，平衡逆向移动 AD > < 低温 AC

【解析】

I.（１）根据盖斯定律书写正确的热化学方程式；

（2）根据热化学方程式可知反应放热，升高温度，K值减小；

II.（1）放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量，吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量；

（2）①由“先拐先平衡，数据大”进行判断；

②根据化学平衡的概念进行分析判断，当反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，且反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定；

（3）①温度越高，反应速率越快，平衡向吸热方向移动，据此判断；

②温度升高，达到平衡时，氯气的物质的量增加，说明平衡逆向移动，由此分析；

③反应能自发进行，ΔG=ΔH-TΔS<0，由此判断；

④根据化学平衡的概念进行分析判断；

I.（1）①2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1

②2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1

②-①得NO2（g）+SO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=﹣41.8 kJmol﹣1；

（2）该反应为放热反应，温度升高，平衡常数K减小；

II.（1）该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；

（2）①与容器a中的反应相比，b达到平衡所需的时间缩短，氮气的浓度降低，说明平衡逆向移动，升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，故容器b中的反应改变的实验条件可能是升高温度；

②A．生成H2O(g)为正向反应， 生成NO(g)为逆向反应，H2O(g)与NO的生成速率相等即v(正)=v(逆)，反应达到平衡状态，A项正确；

B．根据质量守恒有混合气体的总质量不变，体积不变，所以混合气体的密度始终不变，不能证明反应达到平衡状态，B项错误；

C．反应热与平衡状态无关，C项错误；

D．该反应为非等体积反应，容器的总压强保持不变，说明反应达到了平衡状态，D项正确；

答案选AD；

（3）①温度越高，反应速率越快，T℃时的速率大于400℃时的反应速率，因此T℃>400℃

②温度升高，达到平衡时，氯气的物质的量增加，说明平衡逆向移动，即正向为放热反应，ΔH<0；

③该反应能自发进行，ΔG=ΔH-TΔS<0，由方程式知ΔS<0，又ΔH<0，那么当反应在低温下进行时，可以自发进行；

④A.该反应由气体生成了液体，反应前后气体的质量发生变化，容器体积不变，若气体的密度不变，证明反应达到了平衡状态，A项正确；

B.起始时容器中分别加入2molCl2和2molNH3，现容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，不能证明浓度不变，不能证明反应达到了平衡状态，B项错误；

C. 反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按，相当于增大了压强，平衡正向移动，Cl2的转化率增大，C项正确；

D.NCl3为液态，增加它的量对平衡的移动没有影响，D项错误；

答案选AC。