Question

氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
（1）下图是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式                                 。

（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
则反应CO(g) +O₂(g)＝CO₂(g)的 △H＝         kJ ? mol^-1。
（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H ＜0， 若第5分钟时达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol，平衡时H₂的转化率为     。
（4）在固定体积的密闭容器中，1.0×10³ kPa时，发生反应 N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	51	K1	K2

 
① K₁      K₂（填写“＞”、“＝”或“＜”）
②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是       （填字母）。
a、容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1:3:2
b、NH₃的浓度保持不变
c、容器内压强保持不变
d、混合气体的密度保持不变

Answer 1

（1）NO2 (g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g)  ΔH＝－234kJ/mol
（2）—283
（3）50%
（4）① ＞   ②  b c 

试题分析：（1）NO₂和CO反应的热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=（134kJ/mol）-（368kJ/mol）="-234" kJ?mol-1;故（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，利用盖斯定律将①×1/2+②×1/2可得CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=1/2×（+180kJ?mol-1+（-746kJ?mol-1））=-283J?mol-1;
（3）       N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（moL/L） 0.1      0.3      0
转化（moL/L）0.05     0.15     0.1
平衡（moL/L）0.05     0.15     0.1
前5分钟的平均反应速率v（N₂）="0.05mol/L/5min=0.01" mol?L-1?min-1，平衡时H₂的转化率为0.15/0.3×100%=50%；（4）反应为放热反应，生成温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则K₁＞K₂；（5）a、容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2，不能说明达到判断状态，取决于起始配料比和转化程度，故a错误；b、NH₃的浓度保持不变，可说明达到平衡状态，故b正确；c、容器内压强保持不变，可说明达到平衡状态，故c正确；d、因体积不变，质量不变，则混合气体的密度保持不变，不能达到平衡状态，故d错误。