Question

氮是一種地球上含量豐富的元素，氮及其化合物的研究在生產(chǎn)、生活中有著重要意義．
（1）如圖是1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．

（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ?mol^-1
則反應(yīng)CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）的△H=

 

 kJ?mol^-1
（3）在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0；
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

；
②若5分鐘末達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得體系壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.7倍，則平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；
③平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	398	498
平衡常數(shù)K	K1	K2

則 K₁

 

K₂（填寫“＞”、“=”或“＜”）
④下列各項(xiàng)能說明上述合成氨反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2       b．NH₃的濃度保持不變
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物活化能減生成物活化能；
（2）利用已知熱化學(xué)方程式根據(jù)蓋斯定律構(gòu)造并計(jì)算目標(biāo)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱；
（3）①化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的式子；
②在恒溫恒壓條件下，體系壓強(qiáng)與氣體總物質(zhì)的量成正比，平衡時(shí)體系壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.7倍，說明說明平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量=（0.2mol+0.6mol）×0.7=0.56mol，利用“三段法”分析數(shù)據(jù)計(jì)算即可；
③反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小；
④達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，以此判斷．

解答： 解：（1）NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=（134kJ/mol）-（368kJ/mol）=-234 kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ?mol^-1；
（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，
利用蓋斯定律將①×

1

2

+②×

1

2

可得CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=

1

2

×[+180kJ?mol^-1+（-746kJ?mol^-1）]=-283J?mol^-1，
故答案為：-283；
（3））①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
②平衡時(shí)體系壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.7倍，說明平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量=（0.2mol+0.6mol）×0.7=0.56mol，設(shè)氮?dú)夥磻?yīng)掉的物質(zhì)的量為x，則有
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始n：0.2mol   0.6mol       0
變化n：x        3x         2x
平衡n：0.2mol-x  0.6mol-x    2x
0.2mol-x+0.6mol-x+2x=0.56mol，求得x=0.12mol，因此氫氣的轉(zhuǎn)化率=

3×0.12mol

0.6mol

×100%=60%，
故答案為：60%；
③反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，則K₁＞K₂，
故答案為：＞；
④a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2，不能說明達(dá)到判斷狀態(tài)，取決于起始配料比和轉(zhuǎn)化程度，故a錯(cuò)誤；
b．NH₃的濃度保持不變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．因體積不變，質(zhì)量不變，則混合氣體的密度保持不變，不能達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤．
故答案為：bc．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡的計(jì)算等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意利用“三段式法”分析計(jì)算較為直觀，不易出錯(cuò)．