问题 填空题

氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。

(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H22NH3 △H=" -" 92.4kJ/mol

①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为      

此温度下该反应的平衡常数K=          

②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是           

a.向容器中按原比例再充入原料气

b.向容器中再充入惰性气体

c.改变反应的催化剂

d.液化生成物分离出氨

(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)  2NO2(g) △H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:

①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。

②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。

a.v(NO2)=2v(O2)   

b.容器内压强保持不变     

c.v(NO)=2v(O2)  

d.容器内的密度保持不变

③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________。

a.及时分离出NO2气体           b.适当升高温度 

c.增大O2的浓度                d.选择高效的催化剂

(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g)  ΔH=-1 200 kJ·mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是______(填代号)。

答案

(1)33.3% (2分) K=3.7(L/mol)2或100/27(L/mol)2(2分)②ad(2分)

(2)① 1.5×10-3mol/(L·s)(2分)    ②b c (2分) ③c(1分)

(3)乙 (1分)

题目分析:⑴ ①   N2(g)   +   3H2        2NH3    △H=-92.4kJ/mol

起始浓度:0.15mol/L   0.45mol/L           0

变化量:  0.05mol/L   0.15mol/L         0.1mol/L

平衡浓度:0.1mol/L    0.3mol/L          0.1mol/L

因此该条件下H2的转化率为:

平衡常数为:

②a.向容器中按原比例再充入原料气,可以引入假想状态,让按原比例充入的原料气充入一个体积相等,温度相等的容器中与原来的达到等效平衡,然后将这两个容器等压下合并,此刊转化率不变,这时,将容器压缩至原来的体积,相当于增大压强,平衡向右移动,氢气转化率增大; b.向容器中再充入惰性气体,容器体积不变,各组分的浓度不变,平衡不发生移动,氢气的转化率是不变的;c.改变反应的催化剂,只能改变化学反应的速率,不能改变各种物质的转化率;d.液化生成物分离出氨,减小了生成物的浓度,平衡正向移动,增大了氢气的转化率。

⑵①从图中三条线的变化趋势经及变化量的大小,可知a线对应的是二氧化氮;b线对应的是一氧化氮;c线对应的是氧气。所以:

②a.v(NO2)=2v(O2) 这种关系是始终存在的,不能作为反应达到平衡的标志;b.容器内压强保持不变,表明容器内的各组分的总的分子数不变了,若正向移动,是分子总数减小的方向,若逆向移动,是分子总数增大的方向,因此,当容器内压强保持不变的时候,表明达到了平衡状态;c.v(NO)=2v(O2):

,这个关系在反应中是始终存在的;若达到平衡状态,则有:②,将②代入①可得:,也就是v逆(NO)=2v正(O2),正确;d.容器内的密度保持不变,这是一个体积不变的气体之间的反应,不管反应到什么程度,容器内的密度始终保持不变,因此该选项不能作为反应达到平衡状态的标志。因此该题选bc。③a.及时分离出NO2气体,会使得反应速率减慢,错误;b.适当升高温度,反应速率加快,但反应逆向移动,错误;c.增大O2的浓度,反应速率加快,平衡逆向移动,正确;d.选择高效的催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,错误。

⑶甲图中,在第一次达到平衡后,升高温度到T2,正逆反应速率都是增大的,因此甲错误;乙图中,遵循“先拐先平,数值大”,且在高温时,正向是放热的,升温平衡会逆向移动,使得二氧化氮的转化率减小。乙图正确;丙图中随着压强的增大,平衡正向移动,一氧化碳的转化率增大,但含量逐渐的降低。丙图错误。

判断题
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