Question

【題目】工業(yè)合成氨反應(yīng)具有非常重要的意義。

（1）對可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，若起始投料n(N2)∶n(H2)＝1∶1，達到平衡后，降低溫度，N2的體積分?jǐn)?shù)_____。

A．增大 B．減小 C．不變 D．不能判斷

（2）T ℃，以CO2和NH3為原料可合成化肥尿素：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)；在2 L的密閉容器中，通入1.2 mol NH3和0.6 mol CO2，2 min時反應(yīng)剛好達到平衡，此時c(NH3)＝0.2 mol·L－1，c(CO2)＝0.1 mol·L－1。

①T ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_____。

②若2 min時保持T ℃和平衡時容器的壓強不變，再向體積可變的容器中充入0.6 mol NH3，則此時v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)。

③若保持T ℃，在2 min時把容器體積瞬間壓縮到1 L且保持體積不變，3 min時達到新平衡，請在圖中畫出2 min到3 min內(nèi)NH3濃度的變化曲線。_______

（3）NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。已知:6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(l)　ΔH，向容積為2 L的恒容密閉容器中，充入NO2和NH3的混合氣體0.14 mol充分反應(yīng)。不同投料比時，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖中曲線所示[投料比=n(NO2)/n(NH3)]。

①ΔH____0（填“>”“<”或“=”），理由是_____。　　　　

②x_____3∶4（填“>”“<”或“=”），理由是_____。

③400 K時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為____。

④投料比為3∶4時，Q點v逆(NH3)____P點v逆(NH3)（填“>”“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】C 250 ＜ ＜ 升高溫度NO2轉(zhuǎn)化率減小平衡逆向移動，所以正反應(yīng)放熱 ＞ 投料比越大NO2的物質(zhì)的量越大，NO2的轉(zhuǎn)化率越小 c7(N2)/c6(NO2)c8(NH3) <

【解析】

（1）w（N2）=×100%=50%，再根據(jù)三段式求出反應(yīng)后氮氣的體積分?jǐn)?shù)，前后進行比較；
（2）①根據(jù)K=進行計算；
②若保持T℃和平衡時容器的壓強不變，再向體積可變的容器中充入0.6mol NH3，體積瞬間變?yōu)?/span>4L，此時c（NH3）=0.25molL-1，c（CO2）=0.05molL-1，據(jù)此分析濃度商與K的關(guān)系進行作答；
③2min時把容器體積瞬間壓縮到1L，此時c（NH3）=0.4molL-1，保持T℃不變，平衡常數(shù)K不變，則3min平衡時NH3濃度仍為 0.2molL-1，據(jù)此進行作圖；
（3）①升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的變化來判斷該反應(yīng)是放熱還是吸熱，從而分析焓變；

②結(jié)合投料比對NO2轉(zhuǎn)化率的影響效果分析；

③依據(jù)平衡常數(shù)的定義作答；

④投料比為3∶4時P點達平衡，Q點未達平衡，此時NO2的轉(zhuǎn)化率比平衡時小據(jù)此分析作答。

（1）開始w(N2)= ×100%=50%，設(shè)開始氮氣，氫氣的物質(zhì)的量分別為1mol，1mol，

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

初始量110

轉(zhuǎn)化量x3x2x

平衡量1x13x2x，

反應(yīng)后氮氣的體積分?jǐn)?shù)為×100%=×100%=50%，則N2的體積分?jǐn)?shù)恒為50%，由此可見平衡時N2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，故答案為：C；

（1）① 2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)；

初始量(mol/L)0.60.300

轉(zhuǎn)化量(mol/L)0.4 0.2 0.20.2

平衡量(mol/L)0.2 0.1 0.20.2

K===250；

②若保持T℃和平衡時容器的壓強不變,再向體積可變的容器中充入0.6molNH3,體積瞬間變?yōu)?/span>4L,此時c(NH3)=0.25molL1,c(CO2)=0.05molL1,反應(yīng)的濃度商Q=10.252×0.05=320，Q>K，所以平衡逆向移動，v正<v逆，

故答案為：<；

③2min時把容器體積瞬間壓縮到1L，此時c(NH3)=0.4molL1，保持T℃不變，平衡常數(shù)K不變，則3min平衡時NH3濃度仍為0.2molL1，故圖象為；

（3） ①由圖可知,升高溫度NO2轉(zhuǎn)化率減小平衡逆向移動，所以正反應(yīng)放熱，則△H<0；

②則從圖中可以看出，同一個溫度下，x對應(yīng)的NO2的轉(zhuǎn)化率均小于3:4對應(yīng)的NO2的轉(zhuǎn)化率，因投料比越大NO2的物質(zhì)的量越大，NO2的轉(zhuǎn)化率反而越小，故x＞3:4；

③6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(l)，所以400K時，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K= c7(N2)/c6(NO2)c8(NH3)；

④投料比為3∶4時P點達平衡，Q點未達平衡，此時NO2的轉(zhuǎn)化率比平衡時小，說明此時要繼續(xù)轉(zhuǎn)化更多的NO2，反應(yīng)物濃度在減小，生成物濃度在增大，正反應(yīng)速率在減小，逆反應(yīng)速率在增大，則可知此時逆反應(yīng)速率比平衡時逆反應(yīng)速率小，以氨氣表示反應(yīng)速率得出，Q點v逆(NH3)<P點v逆(NH3)。