Question

【題目】（1）氨氣可作為脫硝劑，在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH3，在一定條件下發生反應：6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。

①能說明該反應已達到平衡狀態的標志是_______

a．反應速率( NH3) =( N2)

b．容器內壓強不再隨時間而發生變化

c．容器內N2的物質的量分數不再隨時間而發生變化

d．容器內n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6

②某次實驗中測得容器內NO及N2的物質的量隨時間變化如圖所示，圖中b點對應的速率關系是(正)____(逆)（填“﹥”、“﹤”或“﹦”），d點對應的速率關系是(正)____(逆)（填﹥、﹤或﹦）。

（2）298 K時，若已知生成標準狀況下2.24 L NH3時放出熱量為4.62 kJ。寫出合成氨反應的熱化學方程式_______。在該溫度下，取1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應。測得反應放出的熱量總小于92.4 kJ，其原因是________。

（3）一定條件下，在2 L密閉容器內，反應2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，n(NO2)隨時間變化如下表：

用NO2表示0～2 s內該反應的平均速度__________。在第5 s時，NO2的轉化率為_________。根據上表可以看出，隨著反應進行，反應速率逐漸減小，其原因是______。

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【答案】 bc ﹥ = N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3 0.0075 mol·L－1·s－1 87.5% 隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小

【解析】(1)①化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；②根據化學平衡的建立過程和平衡特征分析解答；

(2)根據題意計算出生成2mol氨氣放出的熱量，寫出該反應的熱化學方程式；合成氨的反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化成生成物；

(3)結合v=計算反應速率，轉化率為×100%，濃度減小導致反應速率減小。

(1)①a．該反應達到平衡狀態時，5v(NH3)正=4v(N2)逆，故a錯誤；b．該反應是一個反應前后氣體體積增大的可逆反應，當反應達到平衡狀態時，容器內壓強不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應是否達到平衡狀態，故b正確；c．容器內N2的物質的量分數不再隨時間而發生變化說明濃度不再改變，故c正確；d．物質的量之比不能說明正逆反應速率相等或者濃度不變，故d錯誤；故答案為：bc；

②根據圖像，b點是建立平衡過程中的一點，因此(正)＞(逆)，d點為平衡狀態，(正)=(逆)，故答案為：＞；=；

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應中生成標準狀況下2.24 L (0.1mol)NH3時放出熱量為4.62 kJ，則生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3，因此l molN2和3molH2放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應，放出的熱量總小于92.4kJ，故答案為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3；

(3)用NO2表示0～2s內該反應的平均速度為=0.0075molL-1s-1，在第5s時，NO2的轉化率為×100%=87.5%，根據上表可以看出，隨著反應進行，反應速率逐漸減小，其原因是隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小，故答案為：0.0075molL-1s-1；87.5%；隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小。

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時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

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Answer 1

【答案】 bc ﹥ = N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3 0.0075 mol·L－1·s－1 87.5% 隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小

【解析】(1)①化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；②根據化學平衡的建立過程和平衡特征分析解答；

(2)根據題意計算出生成2mol氨氣放出的熱量，寫出該反應的熱化學方程式；合成氨的反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化成生成物；

(3)結合v=計算反應速率，轉化率為×100%，濃度減小導致反應速率減小。

(1)①a．該反應達到平衡狀態時，5v(NH3)正=4v(N2)逆，故a錯誤；b．該反應是一個反應前后氣體體積增大的可逆反應，當反應達到平衡狀態時，容器內壓強不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應是否達到平衡狀態，故b正確；c．容器內N2的物質的量分數不再隨時間而發生變化說明濃度不再改變，故c正確；d．物質的量之比不能說明正逆反應速率相等或者濃度不變，故d錯誤；故答案為：bc；

②根據圖像，b點是建立平衡過程中的一點，因此(正)＞(逆)，d點為平衡狀態，(正)=(逆)，故答案為：＞；=；

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應中生成標準狀況下2.24 L (0.1mol)NH3時放出熱量為4.62 kJ，則生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3，因此l molN2和3molH2放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應，放出的熱量總小于92.4kJ，故答案為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一個可逆反應，1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，N2和H2不能全部轉化為NH3；

(3)用NO2表示0～2s內該反應的平均速度為=0.0075molL-1s-1，在第5s時，NO2的轉化率為×100%=87.5%，根據上表可以看出，隨著反應進行，反應速率逐漸減小，其原因是隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小，故答案為：0.0075molL-1s-1；87.5%；隨著反應的進行，二氧化氮的物質的量濃度減小。