Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，近年來，綠色發展、生態保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環境保護的重要內容之一。請回答下列問題：

(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝ ＋180.5 kJ/mol

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2＝－393.5 kJ/mol

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3＝－221 kJ/mol

若某反應的平衡常數表達式為K＝[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)]，則此反應的熱化學方程式為：_____________。

(2)N2O5在一定條件下可發生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某溫度下恒容密閉容器中加入一定量N2O5，測得N2O5濃度隨時間的變化如下表：

t/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/(mol·L－1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反應開始時體系壓強為p0，第2 min時體系壓強為p1，則p1∶p0＝________。2～5 min內用NO2表示的該反應的平均反應速率為________。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態的是________(填字母)。

a．NO2和O2的濃度比保持不變 b．容器中壓強不再變化

c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5) d．氣體的密度保持不變

(3)Kp是用反應體系中氣體物質的分壓來表示的平衡常數，即將K表達式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，該反應中正反應速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反應速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆為速率常數，則Kp為________(用k正、k逆表示)。

(4)如圖是密閉反應器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，合成NH3NH3的物質的量分數隨壓強的變化曲線，已知該反應為放熱反應。

①曲線a對應的溫度是________。

②M點對應的H2的轉化率是________。

(5)常溫下，聯氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯氨第一步電離反應的電離平衡常數值_______________。(已知：N2H4+H+ N2H5+的K＝8.7×107 Kw＝1.0×10-14)

Answer 1

【答案】2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1 7∶4(或1.75∶1) 0.22 mol·L－1·min－1 b k正/k逆 200 ℃ 75% 8.7×10-7

【解析】

根據題意可知，本題考查化學反應速率、化學平衡，運用化學反應速率之比等于化學計量數之比，勒夏特列原理分析。

（1）若某反應的平衡常數表達式為，發生的反應為2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H，根據蓋斯定律，△H=2△H2-△H2-△H1=-746.5kJ/mol

故答案為：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1；

（2）①相同條件下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比：

反應前后氣體的壓強之比等于其物質的量之比，所以p1∶p0＝（0.5+1.0+0.25）mol：1.00mol=1.75：1, 2～5 min內,，根據同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數之比得，NO2表示的該反應的平均反應速率為v(NO2)=2v(N2O5)=0.22 mol/(L·min),

故答案為：7∶4(或1.75∶1) ；0.22 mol·L－1·min－1；

②a. NO2和O2的濃度比始終都不變，不能確定反應是否達到化學平衡狀態，故A錯誤；

b.該反應為氣體體積增大的反應，壓強為變量，容器中壓強不再變化，說明各組反應的濃度不再變化，反應已達到化學平衡狀態，故B正確；

c. v正(NO2)＝2v逆(N2O5)才表明達到化學平衡狀態，2v正(NO2)＝v逆(N2O5)時該反應沒有達到平衡狀態，故C錯誤；

d.該反應前后都是氣體，氣體總質量、氣體體積為定值，則密度為定值，不能根據密度判斷平衡狀態，故D錯誤。

故答案為：b；

（3）N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g) △H=+24.4 kJ·mol－1，

，上述反應中，正反應速率v正＝k正·p（N2O4），逆反應速率v逆＝k逆·p2（NO2），

其中k逆、k正為速率常數，則。

故答案為：；

（4）①合成氨反應放熱，溫度越低氨氣的百分含量越高，所以，曲線a對應的溫度是200 ℃；

故答案為：200 ℃；

②根據題意，M點時：，解得x=,則H2的轉化率為，

故答案為：75%；

(5) 由已知條件可知聯氨第一步電離反應的電離平衡常數值Ka=K·Kw=8.7×10-7，

故答案為：8.7×10-7。