Question

【題目】氮的化合物在生產、生活中廣泛存在。

（1）鍵能是將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態原子A和B所需的能量。已知下列化學鍵的鍵能如下表：

寫出1mol氣態肼(H2N-NH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式________________。

（2）用焦炭還原NO的反應為：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫(反應溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

①該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。

②乙容器在60min時達到平衡狀態，則0～60min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=____________。

（3）用焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：

①A、C兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)點。

Answer 1

【答案】2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol 放熱 0.01mol/(L·min) ＝ C

【解析】

（1）根據焓變=反應物總鍵能－生成物總鍵能計算1mol氣態肼(H2N-NH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的焓變；

（2）①比較甲、丙的圖表數據，丙的反應速率大于甲，可知丙的溫度大于400℃，平衡時丙的NO濃度大于甲，所以升高溫度平衡逆向移動；

②根據v=c/t計算反應速率；

（3）①A、C兩點溫度相同，所以平衡常數相等；

②增大壓強平衡逆向移動；

③根據平衡常數表達式計算B點時該反應的壓強平衡常數。

（1）根據焓變=反應物總鍵能－生成物總鍵能，1mol氣態肼(H2N-NH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的焓變=193KJ/mol＋391 KJ/mol×4＋497 KJ/mol－946 KJ/mol－463 KJ/mol×4=－544 KJ/mol，所以1mol氣態肼(H2N-NH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是：2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol；

綜上所述，本題答案是：2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol。

（2）①比較甲、丙的圖表數據，丙的反應速率大于甲，可知丙的溫度大于400℃，平衡時丙的NO濃度大于甲，所以升高溫度平衡逆向移動，所以正反應放熱；

綜上所述，本題答案是：放熱。

② 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)

起始量 2 0 0

變化量 1.2 0.6 0.6

平衡量 0.8 0.6 0.6

容器的體積為1L，所以甲中反應的平衡常數為=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)=0.6×0.6/0.8=4.5；甲乙溫度相同，所以平衡常數相同，設乙裝置NO的濃度變化量為xmol/L，

2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 1 0 0

變化量 x 0.5x 0.5x

平衡量 1-x 0.5x 0.5x

所以：0.5x×0.5x/(1-x)2=4.5， x=0.6，根據v=c/t，v(NO)=0.6/60=0.01mol/(L·min)；

綜上所述，本題答案是：0.01mol/(L·min)。

（3）①A、C兩點溫度相同，所以平衡常數相等，故Kc(A)=Kc(C)；綜上所述，本題答案是：＝。

②增大壓強平衡逆向移動，NO2的轉化率最高的是C；綜上所述，本題答案是：C。