Question

4．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）图是1mol NO₂和1mol 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NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol．
（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
则反应CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）的△H=-283 kJ•mol^-1
（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0；
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②若5分钟末达到平衡，此时测得体系压强是开始时的0.7倍，则平衡时H₂的转化率为36%；
③平衡常数K与温度T的关系如表：则 K₁＞K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）

T/K	398	498
平衡常数K	K1	K2

Answer 1

分析 （1）由图可知，1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反应生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）放出热量为368kJ-134kJ=234kJ，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（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
根据盖斯定律，（①+②）÷2可得：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）；
（3）①化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
②若5分钟末达到平衡，此时测得体系压强是开始时的0.7倍，则平衡时混合气体总物质的量为（0.2+0.6）mol×0.7=0.56mol，利用差量法计算参加反应氢气的物质的量，进而计算氢气的转化率；
③正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．

解答 解：（1）由图可知，1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反应生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）放出热量为368kJ-134kJ=234kJ，热化学方程式为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol；
（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
根据盖斯定律，（①+②）÷2可得：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g），则△H=$\frac{1}{2}$×（180kJ•mol^-1-746kJ•mol^-1）=-283kJ•mol^-1，
故答案为：-283；
（3）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②若5分钟末达到平衡，此时测得体系压强是开始时的0.7倍，则平衡时混合气体总物质的量为（0.2+0.6）mol×0.7=0.56mol，则：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）物质的量减小△n
        3                          2
        0.36mol             0.8mol-0.56mol=0.24mol
故氢气的转化率为$\frac{0.36mol}{0.6mol}$×1005=36%，
故答案为：36%；
②正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数K₁＞K₂，
故答案为：＞．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡常数及影响因素、热化学方程式、盖斯定律应用等，（3）中计算注意差量法的应用，难度中等．