Question

【題目】氮的氧化物NO3是常見的大氣污染物，化學上采用NH3處理NxOy不僅可以消除污染，還可作為工業生產的能量來源。

(1)已知：I.2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=－177kJ/mol

II.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－1253.4kJ/mol

則用NH3處理NO生成氮氣和氣態水的熱化學方程式為__________________。

(2)已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0。不同溫度下，向三個一樣的容器中投入相同的反應物進行反應，測得不同壓強下平衡混合物中NH3的物質的量分數如圖所示。

①M點的v正_________Q點的v正(填“>”“<”或“=”)，原因是________________________。

②維持10MPa、T3℃的條件不變，要提高H2的轉化率，可以采取的措施是__________________(任寫一條)。

③圖中三條曲線對應的溫度T1、T2、T3由高到低的順序為__________________。

④恒溫恒容條件下，能說明反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達到平衡狀態的是_________(填選項字母)

A.c2(NH3)/[c(N2 )c3(H2)]保持不變

B.3mol H－H鍵斷裂的同時，有2mol N－H鍵斷裂

C.2v(N2)=v(NH3)

D.反應器中的壓強不再發生變化

⑤T3溫度下，將1molN2和3molH2充入2L的密閉容器中，維持壓強為60MPa不變，達到N點的平衡狀態，反應的濃度平衡常數Kc=_____________ (mol/L)－2(用最簡分數表示)，M點的平衡常數比N點的平衡常數_________(填“大”“小”或“相等”)。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol > 其他條件相同，M點壓強大，反應速率快 增大氮氣的濃度，也可以及時分離出氨氣 T3>T2>T1 AD 大

【解析】

(1) I×3+ II得到熱方程式為： 4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

故答案為：4NH3(g)+ 6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g) △H=－1784.4kJ/mol；

(2) ①其他條件相同，M點的壓強大于Q點，所以M點的速率大于Q點；

故答案為：>，其他條件相同，M點壓強大，反應速率快；

②維持10MPa、T3℃的條件不變，要提高H2的轉化率，可增大氮氣的濃度，也可以及時分離出氨氣；

故答案為：增大氮氣的濃度，也可以及時分離出氨氣；

③該反應是放熱反應，溫度升高向吸熱方向移動，所以溫度越高，氨氣的物質的量分數越低，故T3>T2>T1；

故答案為：T3>T2>T1；

④A.化學平衡時，各組分的濃度不再改變，故A達到 ；

B. 化學平衡時3mol H－H鍵斷裂的同時，應該有6mol N－H鍵斷裂，故B不是；

C.化學平衡時，需正反應速率等于逆反應速率，故C不是；

D. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反應達到化學平衡時，壓強不再改變，即各組分濃度不再改變，故D達到；

故選AD；

⑤由于保持壓強不變，所以達到平衡時，體積減小，根據反應方程式N2 + 3H2 = 2NH3 ，設達到平衡時，N2的變化量為xmol，

即 N2 + 3H2 = 2NH3

初始狀態 1mol 3mol 0

平衡時變化量 xmol 3xmol 2xmol

平衡時狀態 (1-x)mol (3-3x)mol 2xmol 根據圖像可知，其中NH3的物質的量分數為20%，

可得到關系：×100%=20%，得到x=mol，由于壓強不變，即體系體積減小，根據物質的量之比等于體積之比，可得到平衡時體系的體積為：=，a=L，Kc==；由于T2<T3，正反應方向是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，K減小，故M點的平衡常數大于N點的平衡常數；

故答案為：，大；