Question

【題目】(1)氨氣可作為脫硝劑，在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH3，在一定條件下發生反應：6NO(g) + 4NH3(g)5N2(g) +6H2O(g)。

①能說明該反應已達到平衡狀態的標志是____________

a．反應速率 v( NH3) =v( N2) b．容器內壓強不再隨時間而發生變化 c．容器內 N2 的物質的量分數不再隨時間而發生變化 d．容器內 n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6 e．12molN-H 鍵斷裂的同時生成 5mol N≡N 鍵 f．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化

②某次實驗中測得容器內 NO及N2的物質的量隨時間變化如圖所示，圖中b點對應的速率關系是v(正) ___________ v(逆)（填﹥、﹤或﹦），d 點對應的速率關系是v(正) ___________ v(逆) （填﹥、﹤或﹦）。

(2) 已知：N≡N的鍵能為946kJ/mol， H-H的鍵能為436kJ/mol，N-H的鍵能為391kJ/mol，則N2與H2反應，生成1mol NH3過程中______（填“吸收”或“放出”）的能量為_______kJ。

(3) 一定條件下，在 5 L密閉容器內，反應 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝-180 kJ·mol-1，n(NO2)隨時間變化如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

①用 N2O4 表示 0～2 s 內該反應的平均速率為________ molL-1s-1。在第 5s 時，NO2 的轉化率為___________。

②根據上表可以看出，隨著反應進行，反應速率逐漸減小，其原因是______________。

③為加快反應速率，可以采取的措施是_______

a．升高溫度 b．恒容時充入He氣 c．恒壓時充入He氣 d．恒容時充入NO2

Answer 1

【答案】bc ＞ = 放出 46 0.0015 87.5% 隨著反應的進行，NO2濃度減小，反應速率減小 ad

【解析】

(1)①可逆反應達到平衡時，同物質的正逆反應速率相等，各組分的濃度，含量保持不變，由此衍生出其他的一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不再變化說明達到平衡；

②可逆反應正向進行時v正＞v逆，平衡時v正=v逆；

(2)焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能；

(3)②降低溫度、濃度減小等因素可以使反應速率降低；

③升高溫度、增大濃度、縮小體積增大壓強、加入催化劑可以增大反應速率。

(1)①a．反應速率之比等于計量數之比，該反應達到平衡狀態時，5v正(NH3)=4v逆(N2)，故a錯誤；
b．該反應是一個反應前后氣體體積增大的可逆反應，當反應達到平衡狀態時，容器內壓強不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應是否達到平衡狀態，故b正確；
c．容器內N2的物質的量分數不再隨時間而發生變化說明濃度不在改變，反應達到平衡狀態，故c正確；
d．物質的量之比等于計量數之比不能說明正逆反應速率相等或者濃度不變，故d錯誤；
e．12molN-H 鍵斷裂的同時生成5molN≡N鍵均表示正反應速率，故e錯誤；
f．反應物和生成物均為氣體，所以混合氣體的總質量不變為定值，故f錯誤；
故答案為：bc；
②圖中b點未平衡，NO的物質的量還在減少，所以圖中b點對應的速率關系是v(正)＞v(逆)； d點NO的物質的量不再改變，反應達到平衡時ν(正)=ν(逆)；

(2)N2與H2反應，生成1mol NH3熱化學方程式為N2(g)+H2(g)NH3(g)△H，該反應△H=×946kJ/mol+×436kJ/mol-3×391kJ/mol=-46 kJ/mol，焓變小于0為放熱反應，所以生成1mol NH3的過程中方程46kJ能量；

(3)①0~2s內△n(NO2)=0.040mol-0.010mol=0.030mol，根據反應方程式可知該時段內△n(N2O4)=0.015mol，容器體積為5L，所以v(N2O4)==0.0015 molL-1s-1；第5s時△n(NO2)=0.040mol-0.005mol=0.035mol，所以NO2的轉化率為=87.5%；

②該反應正反應為放熱反應，反應進行溫度升高，所以溫度對速率的影響是增大，則應考慮濃度對反應速率的影響，隨著反應的進行，NO2濃度減小，反應速率減小；

③a．升高溫度可以增大活化分子百分數，增大反應速率，故a符合題意；

b．恒容時充入He氣，反應物和生成物的濃度不變，不影響反應速率，故b不符合題意；

c．恒壓時充入He氣，容器體積增大，反應物和生成物濃度減小，反應速率減慢，故c不符合題意；

d．恒容充入NO2，反應物濃度增大，反應速率加快，故d符合題意；

綜上所述選ad。