Question

Ⅰ.在一定条件下，将1.00molN₂(g)与3.00molH₂(g)混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH₃(g)的平衡浓度如图所示．其中温度为T₁时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。

(1)当温度由T₁变化到T₂时，平衡常数关系K₁___________K₂(填“＞”，“＜”或“=”)，焓变△H___________0．(填“＞”或“＜”)

(2)该反应在T₁温度下5.0min达到平衡，这段时间内N₂的化学反应速率为___________,N₂的转化率___________；

(3)T₁温度下该反应的化学平衡常数K₁=___________；

(4)T₁温度时，若测得高炉中c(N₂)=0.5mol/L，c(H₂)=0.5mol/L，c(NH₃)=0.5mol/L在这种情况下，该反应是否处于平衡状态___________(填是或否)，此时反应速率是v正___________v逆(填＞，＜，=)；

Ⅱ.根据最新研究报道，在常温常压和光照条件下N₂在催化剂表面与水发生反应：2N₂(g)+6H₂O(l)＝4NH₃(g)+3O₂(g)。

(1)此反应的△S                 0(填“＞”或“＜”)。

已知2CO(g)+2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)  △H=-a kJ·mol^-1

2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)  △H =-b kJ·mol^-1；CO的燃烧热△H =-c kJ·mol^-1。

(2)写出消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO的反应的热化学反应方程式            

Answer

(每空2分共18分)

Ⅰ.(1)＞；＜；

(2)0.008mol/(L．min)；40%；

(3)18.3；

(4)否；＞；

Ⅱ.(1)＞；

(2)4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=-a+b-2c kJ•mol-1。

【解析】

试题分析：Ⅰ.(1)由图可知，温度越高，平衡时NH3的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，故平衡常数关系K1＞K2，而升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＞；＜；

(2)将1.00molN2(g)与3.00molH2(g)混合于一个10.0L密闭容器中，温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%，则：

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

开始(mol)：1 3 0

变化(mol)：n 3n 2n

平衡(mol)：1-n 3-3n 2n

所以=25%，解得n=0.4，故v(N2)==0.008mol/(L．min)，

N2的转化率=×100%=40%，故答案为：0.008mol/(L．min)；40%；

(3)T1温度下该反应的化学平衡常数K1==≈18.3，故答案为：18.3；

(4)此时浓度商Qc==4＜K=18.3，未处于平衡状态，反应向正反应进行，则v正＞v逆，故答案为：否；＞；

Ⅱ.(1)反应2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)中，气体物质的量增加熵增，故答案为：＞；

(2)因为①2CO(g)+2NO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-a kJ•mol-1；

②2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) △H=-b kJ•mol-1；CO的燃烧热△H=-c kJ•mol-1，即：③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-ckJ/mol，根据盖斯定律可知，

目标反应4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)为①-②+2×③，

所以4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=-a+b-2c kJ•mol-1．

故答案为：4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) △H=-a+b-2c kJ•mol-1。

考点：考查了化学平衡的计算；化学平衡的影响因素；盖斯定律的应用的相关知识。