Question

【题目】Ⅰ、氨气有广泛用途，工业上利用反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) H<0合成氨，回答以下问题：

（1）某小组为了探究外界条件对反应的影响，以c0 mol/L H2参加合成氨反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，如图A。

①有同学认为由条件a到b可能是加了催化剂。这种分析正确吗？理由是______。

②在a条件下t1时刻将容器体积压缩至原来的1/2，t2时刻重新建立平衡状态。请在答题卡相应位置画出t1时刻后c(H2)的变化曲线并作相应的标注______。

（2）某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应，图B为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图。

① 比较T1、T3的大小T1____T3（填“<”或“>”）。

②分析体系在T2、60MPa下达到的平衡，此时H2的平衡分压为____MPa（分压＝总压×物质的量分数）。

Ⅱ.工业上常用反应2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)，△H=QkJ/mol实现绿色环保、废物利用。设起始时容器中只有NO2，平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。

则

①Q_____0(填“> ”、“= ”或“< ").

②下列关于该反应说法不正确的是____

A.在恒温恒容的条件下，容器内气体颜色不变，说明该反应达到反应限度

B.如将该反应条件降低由恒温恒容改为恒温恒压，O2的百分含量将减小

C.在恒温恒容时，向平衡体系通入NO2，平衡正向移动，但NO2转化率将降低

D.增大压强，平衡逆向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小。

③A点时，设容器的总压为a Pa，则其平衡常数Kp为____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。B点时，NO2的转化率为____。

Ⅲ. N2O5(g)的分解存在两个平衡：①N2O5(g) N2O3(g)+O2（g）; ②N2O3(g) N2O(g)+O2（g）T0C时，在一个2L的固定容积的密闭容器中，充入2 mol N2O5，平衡时测得N2O的浓度为0.25 mol/L，O2的浓度为0.75mol/L，则N2O的物质的量为__ mol，此时反应①的平衡常数为____ 。

Answer 1

【答案】错误，催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡＜15>BDa/566.7%（或2/3）0.50.375

【解析】

Ⅰ、（1）①从图像可知，在a、b两种条件下达到的平衡不同，不可能是使用催化剂，催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡；

因此，本题正确答案是：错误，催化剂只能加快反应速率，不能改变平衡；

②体积缩小1/2，氢气的浓度会从c1突增到2 c1，然后根据缩小体积、增大压强，平衡右移，氢气的浓度减少但始终在c1与2 c1之间，画出t1时刻后c(H2)的变化曲线为：；

因此，本题正确答案是： 。

（2）①该反应为放热反应，当压强不变的情况下，降低温度，平衡右移，氨气的体积分数增大，从图像看出，T1小于T3；

因此，本题正确答案是：<。

②设氮气的变化量为xmol，根据反应，

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始量 9 23 0

变化量 x 3 x 2 x

平衡量 9- x 23-3x 2 x

氨气的体积分数= 2x÷(9- x+ 23-3x+2x)=60%，解之x=6mol；把x=6带入下式可得：

H2的物质的量分数=（23-3x）÷(9- x+ 23-3x+2x)=，此时H2的平衡分压为60×1/4=15；

因此，本题正确答案是：15；

Ⅱ. ①根据图像曲线变化，随温度升高，N2和O2浓度增大，NO2浓度减小，故正反应为吸热反应，△H>0，

②A.容器内气体颜色不变，说明浓度不变，该反应达到反应限度，故A正确；

B.反应 2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)为气体体积增大的反应，如将该反应条件由恒温恒容改为恒温恒压，相当于减小压强，平衡正向移动，O2的百分含量将增大，故B错误；

C.在恒温恒容时，向平衡体系通入NO2，相当于加压，平衡逆向移动，NO2转化率降低，故C正确；

D.增大压强，正逆反应速率都增大，但逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，平衡逆向移动，故D错误；

答案选BD。

③根据化学方程式2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)及图示数据，A点时，NO2是10mol，O2是10mol，N2是5mol，因为容器的总压为a Pa，所以N2的分压是 a Pa，NO2和O2的分压都是 a Pa，则平衡常数Kp=== a/5 Pa。

B点时，N2和NO2的物质的量相等，设为xmol，则O2为2xmol，NO2转化率为×100%=66.7%（或2/3）。

因此，本题正确答案是：a/5 Pa；66.7%（或2/3）；

Ⅲ.设平衡时剩余N2O5的物质的量是x，所以消耗N2O5是2－x，则反应①中生成N2O3和氧气都是2－x。由于平衡时O2为0.75mol/L×2L=1.5mol，N2O为0.25 mol/L×2=0.5mol，所以反应②中生成氧气是0.5mol，则消耗N2O3是0.5mol，所以有（2－x）－0.5＝0.25mol/L×2，解得x＝1mol，

此时反应①的平衡常数为K===0.375，

因此，本题正确答案是：0.5；0.375。