Question

4．氮元素的化合态与游离态在一定的条件下可相互转化，从而实现了自然界中的氮循环．
（1）已知有关热化学方程式如下：
①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
④N₂ （g）+O₂ （g）═2NO （g）△H=QKJ/mol
反应①中有关化学键的键能（kJ/mol）如下：H-O键：463，H-N键：391，O=O键；497．则NO中的化学键键能为631.5kJ/mol，Q=+180.5．
（2）向某恒容器密闭容器中充入2.4molNH₃，3.1molO₂发生反应：4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol；测得平衡时反应体系中某种量值X与压强p、温度T之间的变化如图Ⅰ所示．

①X表示NH₃的百分含量，则p₂＞p₁（填“＞”或“＜”）；b、c两点对应的平衡常数K（b）=K（c）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②X还可以表示a（填字母）．
a．混合气体的平均摩尔质量  b．NO的产率    c．△H
（3）一定温度下，向2L某恒容器密闭容器中充入1.6molNH₃，3.3molO₂，测得NO、某种物质a的浓度与时间的关系如图Ⅱ所示．
①a物质是NH₃，前3min内H₂O表示的平均反应熟虑为v（H₂O）=0.20mol/（L•min）
②该温度下的平衡常数K=73.9．

Answer 1

分析 （1）根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能计算；根据盖斯定律计算Q；
（2）①根据压强对化学平衡的影响分析；化学平衡常数与温度相关，温度不变，化学平衡常数K不变；
②由图要求压强越大，X的值越大，结合影响化学平衡的因素分析；
（3）①a物质的浓度减少，说明a为反应物，根据参与反应物质的反应比例与化学计量数之比可知a为氨气；反应速率由$\frac{△c}{△t}$计算；
②根据化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比计算．

解答 解：（1）设NO中的化学键键能为x，反应①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=12×391+5×497-4x-12×463=-905，解得x=631.5；
已知：①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
根据盖斯定律（①+2×②-3×③）÷2可得④N₂ （g）+O₂ （g）═2NO （g）△H=+180.5KJ/mol；
故答案为：631.5；+180.5；
（2）①反应4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O是个气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，NH₃的百分含量增大，由图可知p₂的氨气百分含量大故p₂＞p₁；b、c两点对应的温度不变，故平衡常数K（b）=K（c）；
故答案为：＞；=；  
②对该反应，压强增大，反应逆向移动，a．混合气体的质量不变，逆向移动气体总物质的量变小，根据$\overline{M}=\frac{m}{n}$平均摩尔质量增大，正确；b．反应逆向移动，NO的产率减小，错误；c．具体反应4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O的△H不变，错误；
故答案为：a；
（3）①a物质的浓度减少，说明a为反应物，由图可知，前10min，△c（NO）：△c（a）=0.6：0.6=1：1，
则a为氨气；前3min氨生成NO0.4mol/L，则生成的H₂O为0.6mol/L，则前3min内H₂O表示的平均反应速率为v（H₂O）=$\frac{0.6mol/L}{3min}$=0.20mol/（L•min）；
故答案为：NH₃；  0.20mol/（L•min）；   
②由图可知反应在10min平衡，向2L某恒容器密闭容器中充入1.6molNH₃，3.3molO₂，
         4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O
c始：0.8               1.65           0                0
c转：0.6              0.75           0.6             0.9
c平：0.2              0.9             0.6           0.9
则K=$\frac{0．{9}^{6}×0．{6}^{4}}{0．{2}^{4}×0．{9}^{5}}$=72.9；
故答案为：72.9．

点评 本题考查了盖斯定律、反应热与键能的关系、影响化学平衡的因素以及有关化学平衡的计算，注重对学生基础的考查，题目难度不大，注意反应热的符号单位．