Question

氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
（1）合成氨的原理为：N₂(g)+3H₂2NH₃ △H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N₂(g)和H₂(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下达到平衡，平衡时测得N₂为0.1 mol，H₂为0.3 mol，NH₃为0.1 mol。该条件下H₂的转化率为      。
此温度下该反应的平衡常数K＝          。
②欲提高H₂的转化率，下列措施可行的是           。
a．向容器中按原比例再充入原料气
b．向容器中再充入惰性气体
c．改变反应的催化剂
d．液化生成物分离出氨
（2）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g)  2NO₂(g) △H＜0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：

①用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。
a．v(NO₂)=2v(O₂)   
b．容器内压强保持不变     
c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)  
d．容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_________。
a．及时分离出NO₂气体           b．适当升高温度 
c．增大O₂的浓度                d．选择高效的催化剂
（3）汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO₂(g) 4CO₂(g)＋N₂(g)  ΔH＝－1 200 kJ·mol^－1对于该反应，温度不同(T₂>T₁)、其他条件相同时，下列图像正确的是______(填代号)。

Answer 1

（1）33.3% （2分） K=3.7（L/mol）²或100/27（L/mol）²（2分）②ad（2分）
（2）① 1.5×10^－3mol/(L·s)（2分）    ②b c （2分） ③c（1分）
（3）乙 （1分）

试题分析：⑴ ①   N₂(g)   +   3H₂        2NH₃    △H＝－92.4kJ/mol
起始浓度：0.15mol/L   0.45mol/L           0
变化量：  0.05mol/L   0.15mol/L         0.1mol/L
平衡浓度：0.1mol/L    0.3mol/L          0.1mol/L
因此该条件下H₂的转化率为：
平衡常数为：
②a．向容器中按原比例再充入原料气，可以引入假想状态，让按原比例充入的原料气充入一个体积相等，温度相等的容器中与原来的达到等效平衡，然后将这两个容器等压下合并，此刊转化率不变，这时，将容器压缩至原来的体积，相当于增大压强，平衡向右移动，氢气转化率增大； b．向容器中再充入惰性气体，容器体积不变，各组分的浓度不变，平衡不发生移动，氢气的转化率是不变的；c．改变反应的催化剂，只能改变化学反应的速率，不能改变各种物质的转化率；d．液化生成物分离出氨，减小了生成物的浓度，平衡正向移动，增大了氢气的转化率。
⑵①从图中三条线的变化趋势经及变化量的大小，可知a线对应的是二氧化氮；b线对应的是一氧化氮；c线对应的是氧气。所以：
②a．v(NO₂)=2v(O₂) 这种关系是始终存在的，不能作为反应达到平衡的标志；b．容器内压强保持不变，表明容器内的各组分的总的分子数不变了，若正向移动，是分子总数减小的方向，若逆向移动，是分子总数增大的方向，因此，当容器内压强保持不变的时候，表明达到了平衡状态；c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)：
①，这个关系在反应中是始终存在的；若达到平衡状态，则有：②，将②代入①可得：，也就是v逆(NO)＝2v正(O2)，正确；d．容器内的密度保持不变，这是一个体积不变的气体之间的反应，不管反应到什么程度，容器内的密度始终保持不变，因此该选项不能作为反应达到平衡状态的标志。因此该题选bc。③a．及时分离出NO2气体，会使得反应速率减慢，错误；b．适当升高温度，反应速率加快，但反应逆向移动，错误；c．增大O2的浓度，反应速率加快，平衡逆向移动，正确；d．选择高效的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，错误。
⑶甲图中，在第一次达到平衡后，升高温度到T₂，正逆反应速率都是增大的，因此甲错误；乙图中，遵循“先拐先平，数值大”，且在高温时，正向是放热的，升温平衡会逆向移动，使得二氧化氮的转化率减小。乙图正确；丙图中随着压强的增大，平衡正向移动，一氧化碳的转化率增大，但含量逐渐的降低。丙图错误。