Question

【题目】氮是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=+178 kJ·mol-1

2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g）△H=-743kJ·mol-1

则反应CO（g）+1/2O2（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1.5 mol的N2和5 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2+3H22NH3，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为2mol，则前5分钟的平均反应速率υ（N2）为_________，平衡时H2的转化率为_________，该反应的平衡常数K=__________。

（4）在体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是_____；在压强一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是_____

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

【答案】 NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol-1 -282.5 0. 1 molL-1min-1 60% 4 bc bd

【解析】（1）反应NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2。

（2）应用盖斯定律解答。

（3）用三段式，化学反应速率、转化率和化学平衡常数的表达式计算。

（4）根据化学平衡状态的本质标志和特征标志判断。

（1）反应NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，NO2和CO反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=-234kJ/mol。

（2）对反应编号，N2（g+O2（g）=2NO（g） ΔH=+178 kJ·mol-1（①式）

2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g） ΔH=-743kJ·mol-1（②式）

应用盖斯定律，将（①式+②式）2得，CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）ΔH=[（+178kJ/mol）+（-743kJ/mol）]2=-282.5kJ/mol。

（3）用三段式， N2 + 3H2 2NH3

c（起始）（mol/L） 0.75 2.5 0

c（转化）（mol/L） 0.5 1.5 1

c（平衡）（mol/L） 0.25 1 1

前5分钟的平均反应速率υ（N2）===0.1mol/（L·min）。平衡时H2的转化率α（H2）=100%=60%。该反应的平衡常数K===4。

（4）在体积一定的密闭容器中，a项，达到平衡时各物质的浓度不再变化，但不一定等于化学计量数之比，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2不能说明反应一定达到平衡状态；b项，NH3的浓度保持不变能说明反应达到平衡状态；c项，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，建立平衡过程中气体分子物质的量减小，在恒温恒容容器中容器内压强减小，达到平衡时气体分子物质的量不变，容器内压强不变，容器内压强保持不变能说明反应达到平衡状态；d项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，容器的体积一定，混合气体的密度始终不变，混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态；体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是bc，答案选bc。

在压强一定的密闭容器中，a项，达到平衡时各物质的浓度不再变化，但不一定等于化学计量数之比，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2不能说明反应一定达到平衡状态；b项，NH3的浓度保持不变能说明反应达到平衡状态；c项，压强一定的容器中，容器内压强始终不变，容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡状态；d项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，建立平衡过程中气体分子物质的量减小，在恒温恒压容器中容器体积减小，混合气体的密度增大，达到平衡时气体分子物质的量不变，容器体积不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度保持不变能说明反应达到平衡状态；在压强一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是bd，答案选bd。