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）如圖是1mol NO₂和1mol 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)的熱化學方程式

 

．
（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(yīng)CO（g）+

1

2

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0.2mol的N₂和0.6mol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分鐘時達到平衡，此時測得NH₃的物質(zhì)的量為0.2mol．則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v（N₂）為

 

，平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（mol?L^-1）^-2．
（4）在固定體積的密閉容器中．1.0×10³kPa時反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
△H＜0的平衡常數(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

則K₁

 

K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）
（5）在體積一定的密閉容器中能說明合成氨反應(yīng)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I：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．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,熱化學方程式,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學反應(yīng)中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物活化能減生成物活化能；
（2）利用蓋斯定力計算反應(yīng)熱；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學方程式，利用三段式法計算；
（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；
（5）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，以此判斷．

解答： 解：（1）NO₂和CO反應(yīng)的熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=（134kJ/mol）-（368kJ/mol）=-234 kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ?mol^-1；
（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

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=

1

2

×（+180kJ?mol^-1+（-746kJ?mol^-1））=-283J?mol^-1，
故答案為：-283；
（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%，
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0．12

0.05×0.153

=59.3
故答案為：0.01 mol?L^-1?min^-1；50； 59.3；
（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，故答案為：＞；
（5）a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2，不能說明達到判斷狀態(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，可說明達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．容器內(nèi)壓強保持不變，可說明達到平衡狀態(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，不能達到平衡狀態(tài)，故d錯誤．
故答案為：bc．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學反應(yīng)與能量、化學平衡的影響因素、化學平衡的計算等，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意利用三段式法計算，較為直觀，難度不大．