Question

自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N₂与O₂反应生成NO．
（1）反应需要在闪电或极高温条件下发生，说明该反应

 

．（填字母）
A．所需的活化能很高            B．吸收的能量很多
（2）在不同温度下，反应N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常数K如下表：

温度/℃	1538	1760	2404
平衡常数K	0.86×10-4	2.6×10-4	64×10-4

该反应的△H

 

0．（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后，要提高N₂的转化率，可以采取的措施是

 

．
A．降低温度    B．加催化剂   C．增加压强   D．增加O₂浓度   E．分离出一氧化氮
（4）2404℃时，在容积为1L的密闭容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，计算反应：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）达到平衡时NO的浓度

 

．（此温度下不考虑O₂与NO的反应，计算结果保留两位有效数字）
（5）NO在科学界被誉为“明星分子”，用NO与O₂反应可以制备NO₂，NO₂是一种优良的氧化剂．已知火箭发射时可用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化剂，这两者反应生成N₂和H₂O（气）．
且：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
请写出肼与NO₂反应的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N₂与O₂反应生成NO，说明该反应难以进行，反应的活化能高；
（2）根据图表中的平衡常数随温度变化趋势是，温度越高，K值越大；
（3）达到平衡后，要提高N₂的转化率，平衡正向进行，依据化学平衡与原理分析选项；
（4）依据化学平衡的三段式计算平衡浓度，结合平衡常数计算应用；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；

解答： 解：（1）闪电或者高温，主要是提供能量 给N₂分子，让其破坏变成氮原子，因此，只能说明 引发反应所需要的能量高即活化能，不能说明反应吸收的能量高；故答案为：A；
（2）在不同温度下，反应N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常数K随温度升高K值增大，所以正反应方向是吸热反应，△H＞0，故答案为：＞；
（3）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），反应是气体体积不变的吸热反应，达到平衡后，要提高N₂的转化率，平衡正向进行，依据化学平衡与原理分析选项
A．反应是吸热反应，降低温度，平衡正向进行，氮气转化率增大，故A符合；   
B．加催化剂改变反应速率不改变化学平衡，氮气转化率不变，故B不符合；  
C．反应前后气体体积不变，增加压强，平衡不动，氮气转化率不变，故C不符合；  
D．增加O₂浓度平衡正向进行，氮气转化率增大，故D不符合；   
E．分离出一氧化氮，平衡正向进行，氮气转化率增大，故E符合；
故答案为：AE．
（4）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，计算反应N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）达到平衡时NO的浓度．此温度下不考虑O₂与NO的反应，K=64×10^-4
依据平衡的三段式列式计算：设氮气消耗物质的量x则：
                 N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol）   2.6      2.6      0
变化量（mol）   x         x       2x
平衡量（mol）  2.6-x    2.6-x     2x
K=

c2(NO)

c(N2)(O2)

=

(2x)2

(2.6-x)2

=64×10^-4
解得x=0.1mol；
达到平衡时NO的浓度=

0.2mol

1L

=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
与盖斯定律②×2-①得到肼与NO₂反应的热化学方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；

点评：本题考查了化学耦合影响因素分析和计算，热化学方程式书写和盖斯定律计算应用，咋给我基础是关键，题目较简单．