[题目]氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用.请回答以下问题:(1)如图是N2(g).H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图.则:①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为 .②过程的反应热 .③某温度下.在1 L恒温恒容容器中充入1molN2和3 mol H2进行上述反应.10 min达到平衡.此时容器内压强变为原来的7/8.a.该� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用。请回答以下问题：

(1)如图是N2(g)、H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图，则：

①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为___________________.

②过程(Ⅰ)和过程(Ⅱ)的反应热________(填“相同”或“不同”).

③某温度下，在1 L恒温恒容容器中充入1molN2和3 mol H2进行上述反应，10 min达到平衡，此时容器内压强变为原来的7/8.

a.该过程的平衡常数的表达式为____________.

b.N2的平衡转化率为________.

c.此时若保持容器温度和体积不变，向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动.

(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染，已知：

反应Ⅰ：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数为K1

反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数为K2

反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1 平衡常数为K3

则反应Ⅱ中的b＝_____(用含a、c的代数式表示)，K3=_____(用K1和K2表示).反应Ⅲ中的ΔS______(填“>”“<”或“＝”)0.

(3)在恒容的密闭器中，充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ，测得不同温度下反应体系中NH3的转化率(α)与压强p的关系如图所示：

①分析得p1________p2.(填“>”“<”或“＝”)

②下列叙述中，不能作为判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志的是________(填序号).

a．N2的浓度不再改变 b．断裂6 mol N—H键的同时，有6 mol H—O键形成

c．容器中压强不再变化 d．混合气体的密度保持不变

【答案】N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 相同 K=c2(NH3)/［c(N2)c3(H2)］ 25% 不 (a-c)/3 > < bd

【解析】

（1）①据图可知2molNH3分解得到1molN2和3molH2，吸收92kJ/mol的热量，因而N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。

②根据盖斯定律，反应热只与起始状态及终了状态有关，与过程无关，这两个过程起始状态和终了状态相同，因而反应热相同。

③可以根据三段式去求解，设转化xmol/LN2：

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)

起 1 3 0

转 x 3x 2x

平 1-x 3-3x 2x

根据此时容器内压强变为原来的7/8，可列式得，则x=0.25mol/L。

a. K= ；

b. N2的平衡转化率为0.25/1×100％=25％；

c. 平衡时c(N2)=0.75mol/L，c(H2)=2.25mol/L，c(NH3)=0.5mol/L，K==0.029，向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3，则c(N2)=3mol/L，c(H2)=2.25mol/L，c(NH3)=1mol/L，Q= =0.029，因而Q=K，平衡不移动。

（2）根据盖斯定律，设反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为A、B、C，则B=(A-C)/3，因而b=(a-c)/3，由于c=a-3b，所以可知K3=K1/K23，根据4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)可知该反应各物质均为气体，且气体体积增大，因而混乱度变大，故ΔS>0。

（3）根据4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)可知该反应的气体计量数在反应前后增大，因而保持温度不变，NH3的转化率(α)越大，说明压强越小，因而p1<p2。a．N2的浓度不再改变，说明各组分浓度都不变，因而可以作为判断平衡的标志，正确；b．断裂6 mol N—H键的同时，有6 mol H—O键形成，根据反应特点，两者都表示正反应速率，因而错误；c．由于反应前后气体计量数变化，当容器中压强不再变化可以判断平衡，正确；d．混合气体的密度ρ=m/V，由于各组分都是气体，反应前后混合气体总质量不变，又容器恒定，体积不变，因而密度始终是个定值，错误。故答案选bd。

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