氮可形成多種氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是。實驗測得N-N鍵鍵能為167kJ·mol-1, NO2中氮氧鍵的平均鍵能為466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol-1
      (1)寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學方程式:                             
      (2)對反應N2O4(g)2NO2(g),在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是            

      A.A、C兩點的反應速率:A>C
      B.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C
      C.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
      D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
      (3)在100℃時,將0.40mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中,每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到如下表數(shù)據(jù):

      時間(s)
      0
      20
      40
      60
      80
      n(NO2)/mol
      0.40
      n1
      0.26
      n3
      n4
      n(N2O4)/mol
      0.00
      0.050
      n2
      0.080
      0.080
       
      ①在上述條件下,從反應開始直至20 s時,二氧化氮的平均反應速率為        
      ②n3     n4(填“>”、“<”或“=”),該反應的平衡常數(shù)K的值為             ,升高溫度后,反應2NO2N2O4的平衡常數(shù)K將      (填“增大”、“減小”或“不變”)。
      ③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達到上述同樣的平衡狀態(tài),N2O4的起始濃度是_____________mol·L-1。

      (1)N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1(3分)
      (2)D(2分) (3)①0.0025mol·(L·s)-1 (3分)
      ②=(1分),K=2.8(2分),減。1分)
      ③0.10(2分)

      解析試題分析:(1)由方程式N2O42NO2,舊鍵斷裂時吸收的熱量:167kJ/mol+438.5kJ/mol×4="1921" kJ/mol,形成新鍵時放出的熱量為2×2×466 kJ/mol="1864" kJ/mol,確定該反應吸熱,ΔH為+57 kJ·mol-1
      (2)根據(jù)圖像,A、C點的溫度相同,C點的壓強大于A點壓強,所以速率C>A;B點溫度高、而壓強小,C點溫度低、而壓強大,無法比較氣體的平均相對分子質(zhì)量;C項當容器被壓縮時C點的顏色深;D項正確。
      (3)結(jié)合表中N2O4的物質(zhì)的量的變化,可求得二氧化氮的反應速率為0.0025mol·(L·s)-1;當60s和80s時N2O4的物質(zhì)的量不變,確定已達平衡,所以n3=n4,并求得平衡常數(shù)K為2.8,而且反應吸熱,當升高溫度時,平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小;
      N2O42NO2達平衡時兩者的濃度分別為
      0.04mol/L      0.12mol/L      假設向容器中沖入N2O4的起始濃度為x
      起始(mol/L)       x         0             
      變化(mol/L)        a         2a
      平衡(mol/L)       0.04       0.12      2a=0.12,a=0.06,所以x=0.1
      考點:化學反應中的能量變化、化學平衡的影響因素、化學平衡常數(shù)、等效平衡。

      練習冊系列答案
      相關習題

      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      (1)(廣東)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學方程式為:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)===3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
      ①上述反應中,副產(chǎn)物礦渣可用來________。
      ②已知相同條件下:
      4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
      2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
      SiO2(s)+CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3
      用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=____________。
      (2)(江蘇)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知:
      ①Cu(s)+2H(aq)===Cu2(aq)+H2(g)   ΔH1=+64.39 kJ·mol1
      ②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)    ΔH2=-196.46 kJ·mol1
      ③H2(g)+O2(g)===H2O(l)    ΔH3=-285.84 kJ·mol1
      在H2SO4溶液中,Cu與H2O2反應生成Cu2和H2O的熱化學方程式為______。

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      我國工業(yè)上主要采用以下四種方法降低尾氣中的含硫量:

      方法1
      燃煤中加入石灰石,將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO3,再氧化為CaSO4
      方法2
      用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3,再氧化為(NH4)2SO4
      方法3
      高溫下用水煤氣將SO2還原為S
      方法4
      用Na2SO3溶液吸收SO2,再電解轉(zhuǎn)化為H2SO4
       
      (1)方法1中已知:① CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)  ΔH=-178.3 kJ/mol
      ②CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ΔH=-402.0 kJ/mol 
      ③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8 kJ/mol
      寫出CaCO3與SO2反應生成CaSO4的熱化學方程式:____;此反應的平衡常數(shù)表達式為:_____。

      (2)方法2中最后產(chǎn)品中含有少量(NH4)2SO3,為測定(NH4)2SO4的含量,分析員設計以下步驟:
      ①準確稱取13.9 g 樣品,溶解;
      ②向溶液中加入植物油形成油膜,用滴管插入液面下加入過量鹽酸,充分反應,再加熱煮沸;
      ③加入足量的氯化鋇溶液,過濾;
      ④進行兩步實驗操作;
      ⑤稱量,得到固體23.3 g,計算。
      步驟②的目的是:_____。步驟④兩步實驗操作的名稱分別為:  _____、_____。樣品中(NH4)2SO4的質(zhì)量分數(shù):____(保留兩位有效數(shù)字)。
      (3)據(jù)研究表明方法3的氣配比最適宜為0.75[即煤氣(CO、H2的體積分數(shù)之和為90%)∶SO2煙氣(SO2體積分數(shù)不超過15%)流量=30∶40]。用平衡原理解釋保持氣配比為0.75的目的是:_____。
      (4)方法4中用惰性電極電解溶液的裝置如圖所示。陽極電極反應方程式為_____。

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      汽車尾氣中NOx的消除及無害化處理引起社會廣泛關注。
      (1)某興趣小組查閱文獻獲得如下信息:
      N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol
      2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
      則反應2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H=          。
      (2)該小組利用電解原理設計了如圖1裝置進行H2還原NO的實驗[高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),金屬鈀薄膜做電極]。

      鈀電極A為  極,電極反應式為              。
      (3)氨法催化還原NO原理如下:
      主反應:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)   (△H <0)
      副反應:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
      4NH3(g)+ 4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)
      4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)
      有關實驗結(jié)論如圖2、圖3所示,據(jù)此回答以下問題:

      ①催化還原NO應控制n(NH3)/n(NO)的最佳值為            ,理由是           。
      ②主反應平衡常數(shù)表達式:K=                       ,隨著溫度的增加,K將  (選填“增加”、 “減小”或“不變”。
      ③影響N2O生成率的因素有          、氧氣濃度和           。

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
      (1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應。10min達平衡,測得氨氣的濃度為0.4 mol·L-1,此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率,根據(jù)化學平衡移動原理,提出合理的建議______________(寫出一條即可)。
      (2)如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請寫出該反應的熱化學方程式_____________________。

      (3)在容積恒定的密閉容器中,進行如下反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表:

      ①該反應的平衡常數(shù)表達式:K=_____________;
      ②試判斷K1__________K2(填寫“>”“=”或“<”);
      ③NH3(g)燃燒的方程式為:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
      ①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)   △H=-483.6 kJ/mol
      ②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)   △H=+67.8 kJ/mol
      ③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.0 kJ/mol
      請計算NH3(g)的燃燒熱________kJ/mol。

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      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反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,寫出NO2和CO反應的熱化學方程式                                 

      (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: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0, 若第5分鐘時達到平衡,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,1.0×10kPa時,發(fā)生反應 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表:

      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一定達到平衡狀態(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)壓強保持不變
      d、混合氣體的密度保持不變

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      一定條件下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇。
        
      (1)甲圖是反應時CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化情況。從反應開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應速率v(CO)=__________________。
      (2)乙圖表示該反應進行過程中能量的變化。曲線b下的反應條件為                   。該反應的焓變是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),寫出反應的熱化學方程式:____________________________________;選擇適宜的催化劑__________(填“能”或“不能”)改變該反應的反應熱。
      (3)該反應平衡常數(shù)K的表達式為_____________________________________________,
      溫度升高,平衡常數(shù)K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
      (4)恒容條件下,下列措施中能使增大的有____________。
      a.降低溫度
      b.充入He氣
      c.再充入1 mol CO和2 mol H2
      d.使用催化劑

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      某實驗小組用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液進行中和熱的測定。
      Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
      (1)若實驗中大約要使用245 mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體      g。 
      (2)從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母):             。 

      名稱
      托盤天平
      (帶砝碼)
      小燒杯
      坩堝鉗
      玻璃棒
      藥匙
      量筒
      儀器






      序號
      a
      b
      c
      d
      e
      f
      Ⅱ.測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如圖所示。

      (1)寫出該反應中和熱的熱化學方程式:(中和熱為57.3 kJ·mol-1                                                             。
      (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。
      溫度
      實驗次數(shù) 
      起始溫度t1/℃
      終止溫度t2/℃
      溫度差
      平均值
      (t2-t1)/℃
      H2SO4
      NaOH
      平均值
      1
      26.2
      26.0
      26.1
      29.6
       
      2
      27.0
      27.4
      27.2
      31.2
       
      3
      25.9
      25.9
      25.9
      29.8
       
      4
      26.4
      26.2
      26.3
      30.4
       
       
      ①上表中的溫度差平均值為           
      ②近似認為0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比熱容c="4.18" J·(g·℃)-1。則中和熱ΔH=            (取小數(shù)點后一位)。 
      ③上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)    。 
      a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
      b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
      c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
      d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

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      科目:高中化學 來源: 題型:填空題

      2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。

      請回答下列問題:
      (1)圖中A、C分別表示__________、__________,E的大小對該反應的反應熱有無影響?____________。該反應通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低?___________。
      (2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
      (3)如果反應速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=____mol/(L·min)
      (4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ 。

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