Question

【題目】Ⅰ、氨氣有廣泛用途，工業上利用反應N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) H<0合成氨，回答以下問題：

（1）某小組為了探究外界條件對反應的影響，以c0 mol/L H2參加合成氨反應，在a、b兩種條件下分別達到平衡，如圖A。

①有同學認為由條件a到b可能是加了催化劑。這種分析正確嗎？理由是______。

②在a條件下t1時刻將容器體積壓縮至原來的1/2，t2時刻重新建立平衡狀態。請在答題卡相應位置畫出t1時刻后c(H2)的變化曲線并作相應的標注______。

（2）某小組往一恒溫恒壓容器充入9mol N2和23mol H2模擬合成氨反應，圖B為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分數與總壓強（p）的關系圖。

① 比較T1、T3的大小T1____T3（填“<”或“>”）。

②分析體系在T2、60MPa下達到的平衡，此時H2的平衡分壓為____MPa（分壓＝總壓×物質的量分數）。

Ⅱ.工業上常用反應2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)，△H=QkJ/mol實現綠色環保、廢物利用。設起始時容器中只有NO2，平衡時三種物質的物質的量與溫度關系如圖所示。

則

①Q_____0(填“> ”、“= ”或“< ").

②下列關于該反應說法不正確的是____

A.在恒溫恒容的條件下，容器內氣體顏色不變，說明該反應達到反應限度

B.如將該反應條件降低由恒溫恒容改為恒溫恒壓，O2的百分含量將減小

C.在恒溫恒容時，向平衡體系通入NO2，平衡正向移動，但NO2轉化率將降低

D.增大壓強，平衡逆向移動，說明逆反應速率增大，正反應速率減小。

③A點時，設容器的總壓為a Pa，則其平衡常數Kp為____（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。B點時，NO2的轉化率為____。

Ⅲ. N2O5(g)的分解存在兩個平衡：①N2O5(g) N2O3(g)+O2（g）; ②N2O3(g) N2O(g)+O2（g）T0C時，在一個2L的固定容積的密閉容器中，充入2 mol N2O5，平衡時測得N2O的濃度為0.25 mol/L，O2的濃度為0.75mol/L，則N2O的物質的量為__ mol，此時反應①的平衡常數為____ 。

Answer 1

【答案】錯誤，催化劑只能加快反應速率，不能改變平衡＜15>BDa/566.7%（或2/3）0.50.375

【解析】

Ⅰ、（1）①從圖像可知，在a、b兩種條件下達到的平衡不同，不可能是使用催化劑，催化劑只能加快反應速率，不能改變平衡；

因此，本題正確答案是：錯誤，催化劑只能加快反應速率，不能改變平衡；

②體積縮小1/2，氫氣的濃度會從c1突增到2 c1，然后根據縮小體積、增大壓強，平衡右移，氫氣的濃度減少但始終在c1與2 c1之間，畫出t1時刻后c(H2)的變化曲線為：；

因此，本題正確答案是： 。

（2）①該反應為放熱反應，當壓強不變的情況下，降低溫度，平衡右移，氨氣的體積分數增大，從圖像看出，T1小于T3；

因此，本題正確答案是：<。

②設氮氣的變化量為xmol，根據反應，

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

起始量 9 23 0

變化量 x 3 x 2 x

平衡量 9- x 23-3x 2 x

氨氣的體積分數= 2x÷(9- x+ 23-3x+2x)=60%，解之x=6mol；把x=6帶入下式可得：

H2的物質的量分數=（23-3x）÷(9- x+ 23-3x+2x)=，此時H2的平衡分壓為60×1/4=15；

因此，本題正確答案是：15；

Ⅱ. ①根據圖像曲線變化，隨溫度升高，N2和O2濃度增大，NO2濃度減小，故正反應為吸熱反應，△H>0，

②A.容器內氣體顏色不變，說明濃度不變，該反應達到反應限度，故A正確；

B.反應 2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)為氣體體積增大的反應，如將該反應條件由恒溫恒容改為恒溫恒壓，相當于減小壓強，平衡正向移動，O2的百分含量將增大，故B錯誤；

C.在恒溫恒容時，向平衡體系通入NO2，相當于加壓，平衡逆向移動，NO2轉化率降低，故C正確；

D.增大壓強，正逆反應速率都增大，但逆反應速率增大倍數大于正反應速率增大的倍數，平衡逆向移動，故D錯誤；

答案選BD。

③根據化學方程式2NO2(g) N2(g)＋2O2(g)及圖示數據，A點時，NO2是10mol，O2是10mol，N2是5mol，因為容器的總壓為a Pa，所以N2的分壓是 a Pa，NO2和O2的分壓都是 a Pa，則平衡常數Kp=== a/5 Pa。

B點時，N2和NO2的物質的量相等，設為xmol，則O2為2xmol，NO2轉化率為×100%=66.7%（或2/3）。

因此，本題正確答案是：a/5 Pa；66.7%（或2/3）；

Ⅲ.設平衡時剩余N2O5的物質的量是x，所以消耗N2O5是2－x，則反應①中生成N2O3和氧氣都是2－x。由于平衡時O2為0.75mol/L×2L=1.5mol，N2O為0.25 mol/L×2=0.5mol，所以反應②中生成氧氣是0.5mol，則消耗N2O3是0.5mol，所以有（2－x）－0.5＝0.25mol/L×2，解得x＝1mol，

此時反應①的平衡常數為K===0.375，

因此，本題正確答案是：0.5；0.375。