Question

4．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）圖是1mol NO₂和1mol 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NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol．
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ•mol^-1
則反應CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）的△H=-283 kJ•mol^-1
（3）在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0；
①該反應的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②若5分鐘末達到平衡，此時測得體系壓強是開始時的0.7倍，則平衡時H₂的轉化率為36%；
③平衡常數(shù)K與溫度T的關系如表：則 K₁＞K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）

T/K	398	498
平衡常數(shù)K	K1	K2

Answer 1

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）放出熱量為368kJ-134kJ=234kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
（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
根據(jù)蓋斯定律，（①+②）÷2可得：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）；
（3）①化學平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數(shù)中寫出；
②若5分鐘末達到平衡，此時測得體系壓強是開始時的0.7倍，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.6）mol×0.7=0.56mol，利用差量法計算參加反應氫氣的物質(zhì)的量，進而計算氫氣的轉化率；
③正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減�。�

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）放出熱量為368kJ-134kJ=234kJ，熱化學方程式為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol；
（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
根據(jù)蓋斯定律，（①+②）÷2可得：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g），則△H=$\frac{1}{2}$×（180kJ•mol^-1-746kJ•mol^-1）=-283kJ•mol^-1，
故答案為：-283；
（3）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化學平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②若5分鐘末達到平衡，此時測得體系壓強是開始時的0.7倍，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.6）mol×0.7=0.56mol，則：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）物質(zhì)的量減小△n
        3                          2
        0.36mol             0.8mol-0.56mol=0.24mol
故氫氣的轉化率為$\frac{0.36mol}{0.6mol}$×1005=36%，
故答案為：36%；
②正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)K₁＞K₂，
故答案為：＞．

點評 本題考查化學平衡計算、平衡常數(shù)及影響因素、熱化學方程式、蓋斯定律應用等，（3）中計算注意差量法的應用，難度中等．