Question

氮是大氣中含量最多的氣體，研究氮及其化合物對(duì)人類有重要的意義．
（1）合成氨的原理為：N₂（g）+3H₂?2NH₃△H=-92.4kJ/mol
①將一定量的N₂（g）和H₂（g）放入1L的密閉容器中，在500℃、2×10⁷Pa下達(dá)到平衡，平衡時(shí)測(cè)得N₂為0.1mol，H₂為0.3mol，NH₃為0.1mol．該條件下H₂的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____．此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______
②欲提高H₂的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是______．
a．向容器中按原比例再充入原料氣
b．向容器中再充入惰性氣體
c．改變反應(yīng)的催化劑
d．液化生成物分離出氨
（2）在2L密閉容器中，800℃時(shí)反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H＜0體系中，各成分濃度隨時(shí)間的變化如圖1所示：
①用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=______．
②能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______．
a．v（NO₂）=2v（O₂）
b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．v_逆（NO）=2v_正（O₂）
d．容器內(nèi)的密度保持不變
③為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是______．
a．及時(shí)分離出NO₂氣體
b．適當(dāng)升高溫度
c．增大O₂的濃度
d．選擇高效的催化劑
（3）汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體
4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1200kJ?mol^-1對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時(shí)，圖2中圖象（甲、乙、丙）正確的是______（填代號(hào)）

Answer 1

（1）根據(jù)化學(xué)方程式和三段式列式計(jì)算：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度；0.6 0.450
變化濃度：0.50.15 0.1
平衡濃度：0.10.3 0.1
該條件下H₂的轉(zhuǎn)化率=

0.15mol/L

0.45mol/L

×100%≈33.3%，
平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

0．12

0.1×0．33

=3.7（L/mol）²
故答案為：33.3%；3.7（L/mol）²；
③根據(jù)化學(xué)平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，欲提高 H₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行；
a．向容器中按原比例再充入原料氣，則壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；
b．向容器中再充入惰性氣體，則各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯(cuò)誤；
c．改變反應(yīng)的催化劑，不影響平衡的移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故c錯(cuò)誤；
d．液化生成物分離出氨，平衡向右移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故d正確；
故選ad．
（2）①由圖象數(shù)據(jù)可知，由方程式2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）可知，平衡時(shí)△c（NO）：△c（O₂）：△c（NO₂）=2：1：2，為據(jù)此判斷表示，濃度變化的曲線，分別為b為NO，c為O₂，aNO₂，由圖中數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)，O₂的濃度變化量為0.005mol/L-0.002mol/L=0.003mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（O₂）=

0.003mol/L

2L

=0.0015mol/L?min；
故答案為：0.0015mol/L?min；
②能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變；
a．未指明正逆速率，若都為同一方向速率，始終都存在v（NO₂）=2v（O₂）關(guān)系，故不能說(shuō)明到達(dá)平衡，若為不同方向的速率，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說(shuō)明到達(dá)平衡，故a錯(cuò)誤；
b．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)增減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故b正確；
c．不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)到達(dá)平衡，故v_逆（NO）=2v_正（O₂），說(shuō)明到達(dá)平衡，故c正確；
d．反應(yīng)混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，密度始終不變，故容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤；
故選bc；
③為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷；
a．及時(shí)分離出NO₂氣體，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但反應(yīng)速率降低，故a錯(cuò)誤；
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；
c．增大O₂的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故c正確；
d．選擇高效的催化劑，增大反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，故d錯(cuò)誤；
故選C；
（3）甲：升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)迅速增大，會(huì)離開(kāi)原來(lái)的速率點(diǎn)，故甲錯(cuò)誤；
乙：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)迅速增大，所以T₂時(shí)先達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，并且化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小，故乙正確；
丙：對(duì)于反應(yīng)：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g），T不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)會(huì)減小，故丙錯(cuò)誤．
故答案為：乙．