Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
請回答：①寫出常溫下，固體單質C與氣體O₂反應生成CO氣體的熱化學方程式

 

，
②若24gC單質與一定量的O₂充分反應后，放出了362.5kJ熱量，則所得各產物的物質的量之比為

 

．
（2）合成氨在工農業(yè)生產與生活中有著重要作用．請根據下列要求回答問題：
①如圖是N₂與H₂反應生成2molNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學反應方程式

 

．根據反應特點，在反應過程中不再添加任何反應物前提下，若要進一步提高氮氣的轉化率，可采用

 

方法．
②某溫度下，將2mol N₂與6mol H₂的混合氣體通入體積為2L的密閉容器中充分反應，平衡時生成物的體積分數為

1

3

，則該反應的平衡常數為

 

．若在該平衡混合氣中再充入1molN₂與1mol NH₃，平衡

 

移動（填“不”、“向正反應方向”或“向逆反應方向”）．
③工業(yè)合成氨需要的反應條件高且產量低，有化學家采用高質子導電性陶瓷（僅能傳遞H⁺）實現電化學合成，從而大大提高了氮氣與氫氣的轉化率．則N₂與H₂在電化學合成氨過程中，正極反應式為

 

．
④工業(yè)廢氣中的氮氧化物常用氨氣處理使其轉化為無毒的N₂，現有NO與NO₂混合氣體3.0L與3.4L（同溫同壓下）NH₃反應，恰好使其全部轉化為氮氣，則原混合氣體中NO與NO₂的體積比為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素,氮的氧化物的性質及其對環(huán)境的影響

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,氮族元素

分析：（1）①利用蓋斯定律計算；
②若24gC單質與一定量的O₂充分反應后，放出了362.5kJ熱量，說明碳沒有完全燃燒，生成CO和CO₂，利用熱化學方程式計算；
（2）①反應為放熱反應，△H=E₁-E₂，提高氮氣的轉化率，應使平衡向正反應方向移動；
②利用三段式計算法，計算出平衡時各物質的濃度，結合平衡常數表達式計算平衡常數；根據濃度冪之積與平衡常數比較，可判斷平衡移動的方向；
③原電池正極發(fā)生還原反應，氮氣被還原；
④根據反應的方程式計算物質的體積之比．

解答： 解：（1）①已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol，
依據蓋斯定律①-②×

1

2

得到：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5KJ/mol，
故答案為：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5KJ/mol；
②若24gC單質與一定量的O₂充分反應后，放出了362.5kJ熱量，說明碳沒有完全燃燒，生成CO和CO₂，設生成xmolCO₂，ymolCO，
則

x+y= 24 12 393.5x+110.5y=362.5

，
解之得x=0.5，y=1.5，則x：y=1：3，
故答案為：1：3；
（2）①反應為放熱反應，△H=E₁-E₂，反應的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=（335-427.2）kJ/mol=-92.2kJ/mol，
提高氮氣的轉化率，應使平衡向正反應方向移動，可降溫或及時液化并分離出NH₃，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；降溫或及時液化并分離出NH₃；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）   2        6        0
轉化（mol）   x        3x       2x
平衡（mol）  2-x      6-3x      2x

2x

2-x+6-3x+2x

=

1

3

，
x=1，
則平衡時n（N₂）=0.5mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，c（NH₃）=1mol/L，
k=

12

0.5×1．53

=

16

27

，
若在該平衡混合氣中再充入1molN₂與1mol NH₃，此時n（N₂）=1mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，c（NH₃）=1.5mol/L，
Q_c=

1．52

1×1．53

=

2

3

＞

16

27

，
則平衡應向逆反應方向移動，
故答案為：

16

27

；向逆反應方向；
③原電池正極發(fā)生還原反應，氮氣被還原，電極方程式為N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
④可氮的氧化物的平均化學式為3NO_x，
3NO_x+2xNH₃=

3+2x

2

N₂+3xH₂O，
3     2x
3.0L  3.4L
所以x=1.7
故氮氧化物的分子式為NO_1.7，平均相對分子質量為41.2，根據氮氧化物的平均化學式計算NO₂與NO的體積比，
，所以一氧化氮和二氧化氮的體積比為4.8：11.2=3：7，
故答案為：3：7．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學反應與能量、原電池以及化學平衡的計算等問題，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考高頻考點，注意電極方程式的書寫，為易錯點，把握平衡移動的相關計算，為考試熱點．