Question

氮是一種地球上含量豐富的元素，氮及其化合物的研究在生產(chǎn)、生活中有著重要意義。

（1）下圖是1 mol NO₂和1 mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                  。

（2）已知：N₂(g)+ O₂(g)＝2 NO(g)  △H＝＋180 kJ • mol^-1

2NO(g)+2 CO(g)＝N₂(g) + 2 CO₂(g)  △H＝－746 kJ • mol^-1

則反應(yīng)CO(g) +O₂(g)＝CO₂(g)的 △H＝         kJ • mol^-1。

（3）在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H ＜0， 若第5分鐘時達(dá)到平衡，此時測得NH₃的物質(zhì)的量為0.2 mol，平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為      。

（4）在固定體積的密閉容器中，1.0×10³  kPa時，發(fā)生反應(yīng) N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)   △H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	51	K1	K2

 

① K₁       K₂（填寫“＞”、“＝”或“＜”）

②下列各項能說明上述合成氨反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是        （填字母）。

a、容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1:3:2

b、NH₃的濃度保持不變

c、容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

d、混合氣體的密度保持不變

 

Answer 1

【答案】

（1）NO2 (g)+CO(g) = CO2(g)+NO(g)  ΔH＝－234kJ/mol

（2）—283

（3）50%

（4）①  ＞    ②  b c 

【解析】

試題分析：（1）NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=（134kJ/mol）-（368kJ/mol）=-234 kJ•mol-1;故（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol-1,②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ•mol-1，利用蓋斯定律將①×1/2+②×1/2可得CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=1/2×（+180kJ•mol-1+（-746kJ•mol-1））=-283J•mol-1;

（3）       N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）

起始（moL/L） 0.1      0.3      0

轉(zhuǎn)化（moL/L）0.05     0.15     0.1

平衡（moL/L）0.05     0.15     0.1

前5分鐘的平均反應(yīng)速率v（N₂）=0.05mol/L/5min=0.01 mol•L-1•min-1，平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為0.15/0.3×100%=50%；（4）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，則K₁＞K₂；（5）a、容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2，不能說明達(dá)到判斷狀態(tài)，取決于起始配料比和轉(zhuǎn)化程度，故a錯誤；b、NH₃的濃度保持不變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c、容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；d、因體積不變，質(zhì)量不變，則混合氣體的密度保持不變，不能達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯誤。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計算；熱化學(xué)方程式；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 。