Question

自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應(yīng)生成NO．
（1）反應(yīng)需要在閃電或極高溫條件下發(fā)生，說(shuō)明該反應(yīng)

 

．（填字母）
A．所需的活化能很高            B．吸收的能量很多
（2）在不同溫度下，反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數(shù)K如下表：

溫度/℃	1538	1760	2404
平衡常數(shù)K	0.86×10-4	2.6×10-4	64×10-4

該反應(yīng)的△H

 

0．（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）一定條件下該反應(yīng)在密閉容器中達(dá)到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

 

．
A．降低溫度    B．加催化劑   C．增加壓強(qiáng)   D．增加O₂濃度   E．分離出一氧化氮
（4）2404℃時(shí)，在容積為1L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計(jì)算反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度

 

．（此溫度下不考慮O₂與NO的反應(yīng)，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（5）NO在科學(xué)界被譽(yù)為“明星分子”，用NO與O₂反應(yīng)可以制備NO₂，NO₂是一種優(yōu)良的氧化劑．已知火箭發(fā)射時(shí)可用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化劑，這兩者反應(yīng)生成N₂和H₂O（氣）．
且：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出肼與NO₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,熱化學(xué)方程式

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應(yīng)生成NO，說(shuō)明該反應(yīng)難以進(jìn)行，反應(yīng)的活化能高；
（2）根據(jù)圖表中的平衡常數(shù)隨溫度變化趨勢(shì)是，溫度越高，K值越大；
（3）達(dá)到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行，依據(jù)化學(xué)平衡與原理分析選項(xiàng)；
（4）依據(jù)化學(xué)平衡的三段式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算應(yīng)用；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）閃電或者高溫，主要是提供能量 給N₂分子，讓其破壞變成氮原子，因此，只能說(shuō)明 引發(fā)反應(yīng)所需要的能量高即活化能，不能說(shuō)明反應(yīng)吸收的能量高；故答案為：A；
（2）在不同溫度下，反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數(shù)K隨溫度升高K值增大，所以正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，△H＞0，故答案為：＞；
（3）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行，依據(jù)化學(xué)平衡與原理分析選項(xiàng)
A．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向進(jìn)行，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率增大，故A符合；   
B．加催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率不變，故B不符合；  
C．反應(yīng)前后氣體體積不變，增加壓強(qiáng)，平衡不動(dòng)，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率不變，故C不符合；  
D．增加O₂濃度平衡正向進(jìn)行，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率增大，故D不符合；   
E．分離出一氧化氮，平衡正向進(jìn)行，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率增大，故E符合；
故答案為：AE．
（4）2404℃時(shí)，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計(jì)算反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度．此溫度下不考慮O₂與NO的反應(yīng)，K=64×10^-4
依據(jù)平衡的三段式列式計(jì)算：設(shè)氮?dú)庀�耗物質(zhì)的量x則：
                 N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol）   2.6      2.6      0
變化量（mol）   x         x       2x
平衡量（mol）  2.6-x    2.6-x     2x
K=

c2(NO)

c(N2)(O2)

=

(2x)2

(2.6-x)2

=64×10^-4
解得x=0.1mol；
達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度=

0.2mol

1L

=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
與蓋斯定律②×2-①得到肼與NO₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)耦合影響因素分析和計(jì)算，熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，咋給我基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．