Question

已知：反应I： 4NH₃（g）+6NO（g）5N₂（g）＋6H₂O（l）△H₁

反应II：2NO（g）+O₂（g） 2NO₂（g）  △H₂（且|△H₁|＝2|△H₂|）

反应III：4NH₃（g）+6NO₂（g） 5N₂（g）＋3O₂（g）＋6H₂O（l）△H₃

反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表：

温度/K	反应I	反应II	已知： K2＞K1＞K2′＞K1′
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）△H₃ =          （用△H_1、△H₂ 的代数式表示）；推测反应III是         反应（填“吸热”或“放热”）

（2）相同条件下，反应I：4NH₃（g）+6NO（g）5N₂（g）＋6H₂O（l）在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率V_（NO）=           。

②下列说法不正确的是           。

A．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡

B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

C．该反应的活化能大小顺序是：E_a（A）>E_a（B）>E_a（C）

D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

（3）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO） ∶n（O₂）∶n（NO₂）＝2∶1∶2。

①保持恒温恒容，再充入NO₂气体， NO₂体积分数__________（填“变大”、“变小”或“不变”）

②关于平衡体系反应II：2NO（g）+O₂（g） 2NO₂（g）；△H₂说法正确的是__________。

A、该反应焓变为负值

B、升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，反应逆向移动

C、不论增大压强还是减小压强，正方向速率改变的程度更大

D、平衡正向移动，NO的转化率一定增大

E、平衡体系中加入NO₂，平衡逆向移动，△H₂减小

F、混合气体颜色加深说明平衡向右移动，颜色变浅则向左移动

Answer

（1）△H1-3△H2；吸热；

（2）①0.375mol·L-1min-1；②CD；（3）①变大②AC。

【解析】

试题分析：（1）已知：反应I：4NH3（g）+6NO（g）5N2（g）+6H2O（l）△H1

反应II：2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H2

根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ×3可得：4NH3（g）+6NO2（g）5N2（g）+3O2（g）+6H2O（l），

则为△H3=△H1-3△H2；

已知K1＞K1′，说明反应I升高温度平衡逆向移动，则反应Ⅰ为放热反应，则△H1＜0；而K2＞K2′，说明反应Ⅱ升高温度平衡逆向移动，则反应Ⅱ为放热反应，则△H2＜0，已知|△H1|=2|△H2|，所以△H3=△H1-3△H2=|△H2|＞0，即反应Ⅲ为吸热反应，故答案为：△H3=△H1-3△H2；吸热；

（2）①4min时氮气为2.5mol，则消耗的NO为2.5mol×=3mol，所以v（NO）==0.375mol•L-1•min-1，故答案为：0.375mol•L-1•min-1；

②A、可逆反应到达平衡时12个O-H断裂，同时生成12个O-H键，而生成12个O-H键需要12个N-H断裂，单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡，故A正确；B、恒容绝热的密闭容器中，反应中温度会变化，则K会变化，当K值不变时，说明温度不变，反应已经达到平衡，故B正确；C、相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，故活化能大小顺序是：Ea（A）＜Ea（B）＜Ea（C），故C错误；D、改变压强，增大单位体积内活化分子数目，活化分子百分数不变，故D错误；故选：CD；

（3）①原平衡按化学计量数转化到左边满足n（NO）：n（O2）=2：1，再充入NO2气体，按化学计量数转化到左边满足n（NO）：n（O2）=2：1，恒温恒压容器，与原来的平衡为等效平衡，平衡时相同物质的含量相等，二氧化氮的体积分数不变，故答案为：不变；

②A、对于反应Ⅱ，由于K2>K2＇，说明反应Ⅱ升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应是吸热反应，所以反应Ⅱ的正反应为放热反应，则△H <0，该反应焙变为负值，正确；B、升高温度，逆反应速率增大，正反应速率都增大，由于逆反应速率增大的多，所以反应逆向移动，错误；C、压强对于气体物质的量多的影响更大，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以不论增大压强还是减小压强，正方向速率改变的程度更大，正确；D、若是通过加入NO使化学平衡正向移动，NO的转化率减小，因此NO的转化率不一定增大，错误；E、平衡体系中加入NO2，导致体系的压强增大，由于压强的影响大于浓度改变的影响，增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，错误；F、若是增大压强，化学平衡正向移动，由于单位体积内物质的浓度增大，所I混合气体颜色加深，因此不能说明平衡向右移动，错误；故选AC。

【考点定位】考查盖斯定律的应用、化学平衡平衡常数的关系、影响化学平衡的因素、平衡状态的判断、反应速率计算。

【名师点睛】化学反应速率和化学平衡理论是重要的化学理论。化学反应速率是恒量化学反应进行的快慢程度的物理量，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示。由于固体、纯液体的浓度不变，因此不能用来表示化学反应速率。影响化学反应速率的外部因素有温度、浓度、压强、催化剂等，其中影响最大的是催化剂，其次是温度，压强对化学反应速率的影响归根到底是通过影响物质的浓度而影响化学反应速率的。若压强改变不能引起物质的浓度改变，则不能影响化学反应速率。化学平衡研究的对象是可逆反应，当用同一物质表示的正反应速率和逆反应速率相等时，反应就达到转化的最大程度，反应处于平衡状态。这时任何一种物质的浓度、物质的量、质量分数或物质的量的分数不变。当可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比是个常数，这个常数就是在该条件下的化学平衡常数，它只与温度有关，与其它外界条件无关。增大反应物的浓度可以加快反应速率，可以使其他反应物的转化率增大，但是该反应物的转化率降低。增大反应物的浓度，同时使体系的压强增大，若反应物只有一种，则由于压强对化学平衡移动的影响大于浓度的影响，增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，因此化学平衡可能正向移动，也可能逆向移动。要具体问题具体分析。