密闭容器中通入n(NO)∶n(CO)＝1∶2的混合气体，发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是________(选填字母)。
答案 (1)①＝ 19.6 ②0.03 1
(2)①放 ＜ ②2 b(3)cd
解析 (1)①恒温恒容条件下，乙的投料量极端转化到方程式左边，得到1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，则甲和乙是完全等效平衡，所以c1＝c2，平衡时甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为49.0 kJ，则a＝49.0－29.4＝19.6。②由放出的热量可知CO2的转化率为1 mol×60%
2 L
29.4÷49.0×100%＝60%，所以v(CO2)＝＝0.03 mol/(L·s)。
10 s
(2)①由图像知：其他条件不变时，温度越高，CO的转化率越低，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应。正反应是气体分子数之和变小的反应，所以当其他条件不变时，压强越大，CO的转化率越高，即p2＞p1。②由图像可求算出平衡时：c(CO)＝0.5b mol/L，c(H2)0.5b1
＝b mol/L，c(CH3OH)＝0.5b mol/L，所以化学平衡常数K＝＝22。
0.5b×bb(3)该反应在恒温条件下进行，所以平衡常数一直保持不变，不能说明该反应达到平衡状态；t1时刻后CO2的物质的量还在增加，NO的物质的量还在减小，则t1时刻该反应未达平衡状态；虽然NO和CO的化学计量数相同，但起始投入量不同，所以当两者的物质的量之比一定时说明反应已到达平衡状态；t1时刻后转化率一直保持不变，说明反应已达到平衡状态。
15．氮及其化合物在工业生产中有广泛应用。
(1)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸，向0.1 mol/L连二次硝酸钠(Na2N2O2)溶液中滴加酚酞，溶液变红色，用离子方程式解释溶液变红的主要原因：______________________________。
(2)肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.2 kJ/mol ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－533.0 kJ/mol 则肼跟
N2O4
反应生成
N2
和
H2O(g)的热化学方程式为
________________________________________。
(3)一定温度下，在恒容密闭容器中进行反应：3NO2(g)应已达到平衡状态的是________。
A．容器内总压强保持不变 B．容器内气体密度保持不变 C．v正(NO2)＝3v逆(NO)
D．容器内c(NO2)∶c(N2O5)∶c(NO)＝3∶1∶1
(4)在2 L恒容密闭容器中充入一定量的N2O5(g)，发生反应：2N2O5(g)ΔH，测得单位时间内c(N2O5)与温度关系如图所示。
4NO2(g)＋O2(g)
N2O5(g)＋NO(g)，下列表明反
①则ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)，T2 K时，该反应的平衡常数K＝________。 ②在T3 K温度下，图中d点的反应速率为v正______v逆(填“>”“<”或“＝”)。 ③若平衡时温度不变，再向容器中充入少量的N2O5气体，达到新平衡时N2O5的转化率会________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)N2O2＋H2O
2－
HN2O2＋OH
－－
(2)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1074.2 kJ/mol (3)AC
(4)①< 1 ②< ③减小
解析 (1)由于Na2N2O2溶液中滴加酚酞，溶液变红，即溶液呈碱性，所以是N2O2发生了水解：N2O2＋H2O
2－
2－
HN2O2＋OH。
－－
(2)由2×②－①可得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，再由盖斯定律可求算出该反应的反应热ΔH＝2×(－533.0 kJ/mol)－(＋8.2 kJ/mol)＝－1074.2 kJ/mol。
(3)A项，该反应是反应前后气体分子数之和不等的反应，所以总压强保持不变可作为反应达平衡的判断依据，正确；B项，容器中气体的质量和容器的体积均不变，即容器内气体密度始终不变，故不符合题意；C项，方向相反、速率比等于化学计量数之比，则正反应速率与逆反应速率相等，故可表明达到平衡状态；D项，物质的浓度之比是否等于化学计量数之比与平衡无关，若一直保持该比例则可说明反应达平衡状态，故不符合题意。
(4)①由图像可知随着温度的升高，N2O5浓度先变小后逐渐变大，说明从T2 K时反应才达平衡，达平衡后，随着温度的升高，N2O5浓度逐渐增大，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH<0；由于N2O5浓度由1 mol/L减少到0.5 mol/L，所以达平衡时：c(N2O5)＝0.5 mol/L、1×0.25c(NO2)＝1 mol/L、c(O2)＝0.25 mol/L，则化学平衡常数K＝＝1。②T3 K温度下d点2
0.5未达平衡状态，即N2O5浓度继续增大，所以平衡逆向移动，即v正 16．据报道，常温、常压、光照条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成的主要产物为NH3，相应的热化学方程式为2N2(g) ＋6H2O(l)＋3O2(g) ΔH＝＋1530.0 kJ·mol。 目前工业合成氨的原理是N2 (g)＋3H2(g)列问题： (1)写出表示氢气燃烧的热化学方程式：______________________________ __________________________________________________________________。 (2)在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是________(填序号)。 A．混合气体的压强不再发生变化 B．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 C．三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 D．单位时间内断开3a个H—H键的同时形成6a个N—H 键 E．反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化 (3)在一定温度下，向容积不变(始终为10 L)的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2及固体催化剂。10 min后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，10 min 内用氮气的浓度表示的化学反应速率为________，平衡时氮气的转化率为________。则该温度下反应的平衡常数K＝________(计算结果可用分数表示)。 (4)原料气H2可通过反应CH4(g)＋H2O(g)混合气中的 CO(g)＋3H2(g)获取，已知该反应中，当初始2NH3(g) ΔH＝－93.0 kJ·mol。回答下 －1 －1 4 4NH3(g) nH2O 恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示： nCH4 ①图中，两条曲线表示压强的关系是：p1________p2(填“＞”“<”或“＝”)。 ②该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 1－1 答案 (1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286.0 kJ·mol 2(2)ABE ?16?－1－1 (3)0.01 mol·L·min 50% 3.2?或? ?5? (4)①＜ ②吸热 解析 (1)设氮气与水的反应为①，工业合成氨的反应为②，由盖斯定律知可得氢气燃烧的热化学方程式。 (2)工业合成氨反应为反应前后气体体积变化的反应，如果不是平衡状态体系压强会改变，A项符合题意；Mr＝ ②×2－① 即6 mngg ，如果不是平衡状态，气体的物质的量会变化，B项符合题意； 三种物质的浓度之比是否等于化学计量数之比与化学平衡无关，C项不符合题意；断开H—H键与形成N—H键均代表正反应速率，D项不符合题意；氮气和氨气的物质的量的比值不变时，达到化学平衡，E项符合题意。 (3) N2 ＋ 3H2 －1 2NH3 起始浓度/(mol·L) 0.2 0.8 0 转化量/(mol·L) x 3x 2x 平衡浓度/(mol·L) 0.2－x 0.8－3x 2x 由题意得， －1－1 p平衡0.2－x＋0.8－3x＋2x＝＝80% p起始0.2＋0.8 解得x＝0.1， ΔcN20.1 mol·L－1－1 v(N2)＝＝＝0.01 mol·L·min； Δt10 min0.1 α(N2)＝×100%＝50%； 0.2 2 c2NH30.2 K＝＝3＝3.2。 cN2·c3H20.1×0.5 －1 (4)①由图像知当温度相同时p1→p2甲烷的平衡含量增大，平衡逆向移动，改变的条件应
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