Question

（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
则4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=

 

（用△H₁、△H₂、△H₃表达）．
（2）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是

 

．
A．升高温度　  B．增加碳的用量   C．加入催化剂　　 　 D．用CO吸收剂除去CO
（3）将一定量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下数据：

温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol[学科		达到平衡所 需时间/min
	H2O	CO	H2	CO
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

通过计算求出该反应的平衡常数（写出计算过程，结果保留两位有效数字）．
（4）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨．合成氨反应原理为：N₂（g）+3H₂（g）

一定条件

2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图1．
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为

 

，判断依据是

 

．
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（2）该反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强、减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动增大水蒸气的转化率；
（3）根据三段式计算平衡时各组分的物质的量，反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式k=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

计算；
（4）①由图开始，实验Ⅱ与实验Ⅰ相比，反应速率加快，平衡时氮气的浓度不变，说明改变条件速率加快平衡不移动，结合反应特征与平衡移动原理分析；
②实验Ⅲ的温度比实验Ⅰ高，反应速率快，到达平衡时间缩短，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，平衡时氨气的浓度较实验Ⅰ低，据此作图．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
依据盖斯定律3×③-①×2-②×2得到热化学方程式为：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=（3△H₃-2△H₁-2△H₂）KJ/mol；
故答案为：3△H₃-2△H₁-2△H₂ ；
（2）有利于提高H₂O的平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，且不能增大水的浓度，
A．正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，水的转化率增大，故A正确；
B．碳为固体，增加碳的用量，不影响平衡移动，水的转化率不变，故B错误；
C．加入催化剂，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，水的转化率不变，故C错误；
D．用CO吸收剂除去CO，CO的浓度降低，平衡向正反应方向移动，水的转化率增大，故D正确，
故答案为：AD；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
起始（mol）：2       1       0        0
变化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6      0.4      0.4        
反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故k=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.4×0.4

1.6×0.6

=0.17，
故答案为：0.17；
（4）①由图开始，实验Ⅱ与实验Ⅰ相比，反应速率加快，平衡时氮气的浓度不变，说明改变条件速率加快平衡不移动，该反应正反应是体积减小的放热反应，升高温度或增大压强、增大反应物浓度，可以增大反应速率，但平衡发生移动，故应是使用催化剂，
故答案为：使用催化剂；实验Ⅱ与实验Ⅰ平衡状态相同，而实验Ⅱ达到平衡所需时间短；
②实验Ⅲ的温度比实验Ⅰ高，反应速率快，到达平衡时间缩短，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，平衡时氨气的浓度较实验Ⅰ低，故图象为：，故答案为：．

点评：题目综合性较大，涉及反应热计算、化学平衡图象与影响因素、化学平衡常数计算等，侧重高考常考点与基础知识的考查，目难度中等