Question

【題目】氮是地球上含量豐富的元素，氮及其化合物的研究在生產、生活有著重要意義。

（1）下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，寫出NO2和CO反應的熱化學方程式____________________。

（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

則反應CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的△H=________kJ·mol-1。

（3）在一固定容積為2L的密閉容器內加人0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定條件下發生如下反應。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0，若第5min時達到平衡，此時測得NH3的物質的量為0.2mol，則前5min的平均反應速率v（N2）為_________，平衡時H2的轉化率為_________，該反應的平衡常數K=__________(計算結果保留一位小數)。

（4）在固定體積的密閉容器中，1.0×103kPa時，反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0的平衡常數K與溫度T的關系如下表：則K1_________K2（填寫“>”、“=”或“<”）

T/K	298	398	498
平衡常數K	51	K1	K2

（5）在體積一定的密閉容器中能說明合成氨反應一定達到平衡狀態的是____（填字母）

a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2

b．NH3的濃度保持不變

c．容器內壓強保持不變

d．混合氣體的密度保持不變

Answer 1

【答案】 NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol-1 －283 0.01 molL-1min-1 50% 59.3 ＞ b c

【解析】(1)該反應的焓變△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學方程式為：NO2(g)+CO(g)═NO(g)+CO2(g)△H=-234kJmol-1， 故答案為：NO2(g)+CO(g)═NO(g)+CO2(g)△H=-234kJmol-1；

(2)已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1

②2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJmol-1，

利用蓋斯定律將①×+②×可得CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=×[+180kJmol-1+(-746kJmol-1)]=-283Jmol-1，故答案為：-283；

(3) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始(mol/L)0.1 0.3 0

反應 0.05 0.15 0.1

平衡 0.05 0.15 0.1

第5分鐘時達到平衡，測得NH3的物質的量為0.2mol，所以減小的氮氣物質的量為0.1mol，v(N2)===0.01mol/(Lmin)，平衡時H2的轉化率為×100%=50%，該反應的平衡常數K==59.3，故答案為：0.01 mol/(Lmin)；50%；59.3；

(4)反應為放熱反應，生成溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，則K1＞K2，故答案為：＞；

(5)a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2，不能說明達到判斷狀態，取決于起始配料比和轉化程度，故a錯誤；b．NH3的濃度保持不變，可說明達到平衡狀態，故b正確；c．容器內壓強保持不變，可說明達到平衡狀態，故c正確；d．因體積不變，質量不變，則混合氣體的密度保持不變，不能達到平衡狀態，故d錯誤；故答案為：bc