Question

【題目】C、N、S對(duì)應(yīng)的化合物，是重要的化學(xué)物質(zhì)。試回答下列問題：

(1)已知：氫氣的燃燒熱為286.0kJ/mol，氨氣的燃燒熱為382.5 kJ/mol ，則合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

為_____________________。

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為________________。

(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。 有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。

某研究小組向密閉的真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))中加入NO和足量的活性炭，恒溫(T)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如表：

時(shí)間（min） 濃度（molL-1）	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0.30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.17

①10min～20min以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為_________________。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp=___________，（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留兩位小數(shù)）

③一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率_________（填“增大”“不變”或“減小”）。

④該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)下列說法正確的是______填序號(hào)字母）。

a.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 b.2v(NO)=v(N2)

c.容器內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)不變 d.混合氣體的密度保持不變

⑤30min時(shí)改變某一條件，過一段時(shí)間反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是______。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出30～40min的變化曲線______。

Answer 1

【答案】 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1=-93.0KJ/mol 2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+ 0.009mol/（L·min） K=0.56 不變 acd 減小CO2的濃度 如圖（作圖要點(diǎn)：①起點(diǎn)和終點(diǎn)均比原來低，②過程趨勢為增大，③終點(diǎn)在30min到40min之間也可在40min

【解析】(1)已知：氫氣的燃燒熱為286.0kJ/mol，氨氣的燃燒熱為382.5 kJ/mol，則①1/2O2(g)+H2(g) H2O(l) ΔH1=-286.0kJ/mol，②NH3(g)+3/4O2(g) 1/2N2(g)+3/2H2O(l) ΔH2=-382.5kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知①×3－②×2即得到合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol。(2)已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，由于亞鐵離子是催化劑，則另一反應(yīng)的離子反應(yīng)中鐵離子又被還原為亞鐵離子，方程式為2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。(3)①10min～20min以v(CO2)表示的反應(yīng)速率＝(0.30mol/L－0.21mol/L)÷10min＝0.009mol/（L·min）。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)20min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp=；③反應(yīng)前后體積，一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，平衡等效，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變。④a.反應(yīng)前后體積，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，a正確；b.平衡時(shí)NO的反應(yīng)速率是氮?dú)夥磻?yīng)速率的2倍，b錯(cuò)誤；c.平衡時(shí)，容器內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)不變，c正確；d.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量是變化的，容積始終是不變的，因此混合氣體的密度保持不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確，答案選acd；⑤30min時(shí)NO和CO2濃度均減小，氮?dú)鉂舛仍龃�，則改變的條件可能是減小CO2的濃度；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知30～40min的變化曲線為。