Question

5．（1）汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，生成NOx等污染大氣．其中生成NO的能量變化示意圖如圖1：
①該反應(yīng)的熱化學方程式為N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol^-1．
②根據(jù)圖2所示，只改變條件R，當N₂的轉(zhuǎn)化率從a₃到a₁時，平衡常數(shù)KA、C．
A．可能增大     B．一定不變        C．可能不變
D．可能減小     E．增大、減小、不變均有可能
（2）尿素（又稱碳酰胺）是含氮量最高的氮肥，工業(yè)上利用CO₂和NH₃在一定條件下合成尿素的反應(yīng)分為：
第一步：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（氨基甲酸銨） （l）
第二步：H₂NCOONH₄（l）?H₂O（g）+H₂NCONH₂（l）
某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為500L的密閉容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，驗測得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖3所示：
①合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步反應(yīng)決定．
②反應(yīng)進行到10min時測得 CO₂的物質(zhì)的量如3圖所示，則用CO₂表示的第一步反應(yīng)的速率v（CO₂）=1.5×10^-4mol/（L•min）．
③由氨基甲酸銨和CO₂曲線變化可得出關(guān)于濃度變化和平衡狀態(tài)的兩條結(jié)論是：
a．氨基甲酸銨濃度先增大，15min后減小；
b．15min時第一步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，55min第二步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)能量變化圖計算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和，從而書寫熱化學方程式；
②平衡向正反應(yīng)方向移動，則N₂的轉(zhuǎn)化率增大，可采用的方法為升高溫度或者增加氧氣的量；
（2）①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，結(jié)合圖象變化趨勢進行判斷，反應(yīng)快慢可以依據(jù)第一步和第二步反應(yīng)的曲線斜率比較大�。�
②分析圖象計算10分鐘時二氧化碳的消耗物質(zhì)的量，結(jié)合化學反應(yīng)速率概念進行計算；
③分析圖象曲線的變化，氨基甲酸銨是隨時間變化到15min物質(zhì)的量增大，之后減小，15min時第一步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，55min氨基甲酸銨物質(zhì)的量不再變化，第二步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）①該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和=（946+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+184kJ/mol，所以N₂和O₂反應(yīng)生成NO的熱化學反應(yīng)方程式為N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol^-1；
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol^-1；
②只改變條件R，當N₂的轉(zhuǎn)化率從a₃到a₁時，平衡向正反應(yīng)方向移動，則N₂的轉(zhuǎn)化率增大，可采用的方法為升高溫度K增大或者增加氧氣的量K不變，故選：A、C；
（2）①由圖象可知在15分鐘左右，氨氣和二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨后不再變化，發(fā)生的是第一步反應(yīng)，氨基甲酸銨先增大再減小最后達到平衡，發(fā)生的是第二部反應(yīng)，從曲線斜率不難看出第二部反應(yīng)速率慢，已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，故合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步?jīng)Q定，
故答案為：二；
②依據(jù)圖象分析，二氧化碳再進行到10min時物質(zhì)的量為0.25mol，所以此時的反應(yīng)速率為=$\frac{\frac{1mol-0.25mol}{500L}}{10min}$=1.5×10^-4mol/（L•min），
故答案為：1.5×10^-4；
③分析圖象曲線的變化，氨基甲酸銨物質(zhì)的量隨時間變化，到15min物質(zhì)的量最大，之后減小，上圖中氨氣物質(zhì)的量不變，15min時第一步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，55min氨基甲酸銨物質(zhì)的量不再變化，第二步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；
故答案為：氨基甲酸銨濃度先增大，15min后減��；15min時第一步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，55min第二步反應(yīng)達到平衡狀態(tài)．

點評 本題考查了熱化學方程式的計算分析，化學反應(yīng)速率、平衡常數(shù)和化學平衡狀態(tài)的分析判斷，主要是圖象變化的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．