Question

【題目】氮及其化合物是科學(xué)家們一直在探究的問題，它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動(dòng)中起著重要的作用。回答下列問題。

I.NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：

2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1

SO2通常在二氧化氮的存在下，進(jìn)一步被氧化，生成SO3．

（1）寫出NO2和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________．

（2）隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)變化趨勢(shì)是_____．

II.（1）目前，應(yīng)用NH3的催化還原法來進(jìn)行煙氣氮氧化物脫除，化學(xué)反應(yīng)可表示為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g) △H＜0，該反應(yīng)中，反應(yīng)物總能量_____(填“>”、“<”或“=”)生成物總能量。

（2）已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1，將2 mol NH3、3 mol NO的混合氣體分別置于a、b、c三個(gè)10 L恒容密閉容器中，使反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)過程中c(N2)隨時(shí)間的變化如圖所示。

①與容器a中的反應(yīng)相比，容器b中的反應(yīng)改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是_______，判斷的依據(jù)是___________________。

②一定溫度下，下列能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是____

A．H2O(g)與NO的生成速率相等 B．混合氣體的密度保持不變

C．ΔH保持不變 D．容器的總壓強(qiáng)保持不變

（3）用NH3和Cl2反應(yīng)可以制備具有強(qiáng)氧化性的三氯胺（三氯胺在中性、酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解，生成具有強(qiáng)殺菌作用的物質(zhì)），方程式為3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，向容積均為1L的甲、乙兩個(gè)恒溫（反應(yīng)溫度分別為400℃、T℃）容器中分別加入2molCl2和2molNH3，測(cè)得各容器中n(Cl2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示：

t /min	0	40	80	120	160
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(Cl2)(乙容器)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①T℃__________400℃（填“>”或“<”）。

②該反應(yīng)的ΔH__________0（填“>”或“<”）。

③該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是__________（填高溫、低溫、任何溫度）。

④對(duì)該反應(yīng)，下列說法正確的是_________（填選項(xiàng)字母）。

A.若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.若容器內(nèi)Cl2和NH3物質(zhì)的量之比為3∶1，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，在原容器中按 繼續(xù)充入一定量反應(yīng)物，達(dá)新平衡后Cl2的轉(zhuǎn)化率增大

D.反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，加入一定量的NC13，平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

Answer 1

【答案】NO2（g）+SO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=﹣41.8 kJmol﹣1 減小 ＞ 升高溫度 容器b中反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間比容器a短，且平衡時(shí)c(N2)也比容器a小，平衡逆向移動(dòng) AD > < 低溫 AC

【解析】

I.（１）根據(jù)蓋斯定律書寫正確的熱化學(xué)方程式；

（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式可知反應(yīng)放熱，升高溫度，K值減��；

II.（1）放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量；

（2）①由“先拐先平衡，數(shù)據(jù)大”進(jìn)行判斷；

②根據(jù)化學(xué)平衡的概念進(jìn)行分析判斷，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定；

（3）①溫度越高，反應(yīng)速率越快，平衡向吸熱方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；

②溫度升高，達(dá)到平衡時(shí)，氯氣的物質(zhì)的量增加，說明平衡逆向移動(dòng)，由此分析；

③反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，ΔG=ΔH-TΔS<0，由此判斷；

④根據(jù)化學(xué)平衡的概念進(jìn)行分析判斷；

I.（1）①2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1

②2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1

②-①得NO2（g）+SO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=﹣41.8 kJmol﹣1；

（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)K減��；

II.（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；

（2）①與容器a中的反應(yīng)相比，b達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短，氮?dú)獾臐舛冉档�，說明平衡逆向移動(dòng)，升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動(dòng)，故容器b中的反應(yīng)改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是升高溫度；

②A．生成H2O(g)為正向反應(yīng)， 生成NO(g)為逆向反應(yīng)，H2O(g)與NO的生成速率相等即v(正)=v(逆)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；

B．根據(jù)質(zhì)量守恒有混合氣體的總質(zhì)量不變，體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)熱與平衡狀態(tài)無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D．該反應(yīng)為非等體積反應(yīng)，容器的總壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確；

答案選AD；

（3）①溫度越高，反應(yīng)速率越快，T℃時(shí)的速率大于400℃時(shí)的反應(yīng)速率，因此T℃>400℃

②溫度升高，達(dá)到平衡時(shí)，氯氣的物質(zhì)的量增加，說明平衡逆向移動(dòng)，即正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，ΔH<0；

③該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，ΔG=ΔH-TΔS<0，由方程式知ΔS<0，又ΔH<0，那么當(dāng)反應(yīng)在低溫下進(jìn)行時(shí)，可以自發(fā)進(jìn)行；

④A.該反應(yīng)由氣體生成了液體，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，容器體積不變，若氣體的密度不變，證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；

B.起始時(shí)容器中分別加入2molCl2和2molNH3，現(xiàn)容器內(nèi)Cl2和NH3物質(zhì)的量之比為3∶1，不能證明濃度不變，不能證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C. 反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，在原容器中按，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，C項(xiàng)正確；

D.NCl3為液態(tài)，增加它的量對(duì)平衡的移動(dòng)沒有影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選AC。