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

【答案】

（1）NO2 (g)+CO(g) = CO2(g)+NO(g)  ΔH＝－234kJ/mol

（2）—283

（3）50%

（4）①  ＞    ②  b c 

【解析】

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。

考点：化学平衡的计算；热化学方程式；用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡状态的判断 。