Question

碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有着重要的作用．
（1）以CO₂和NH₃为原料可合成化肥尿素[化学式为CO（NH₂）₂]．已知：
①2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159kJ?mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（S）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=1165kJ?mol^-1
③H₂O（l）═H₂O（g）△H=44.0kJ?mol^-1
则反应2NH₃（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）的△H=

-87

kJ?mol^-1．
（2）用活性炭原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：
C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H=QkJ?mol^-1．
在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min） 浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=

0.042mol/L?min

，T₁℃时，该反应的平衡常数K=

9

16

；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到的平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是

bc

（填字母代号）；
a．加入一定量的活性炭
b．通入一定量的NO
c．适当缩小容器的体积
d．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中，NO、N₃、CO₂的浓度之比为5：3：3，则Q

＜

0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（2）①分析图表数据结合反应速率概念是单位时间内物质浓度变化计算化学反应速率，计算平衡浓度计算平衡常数；
②依据图表数据分析，结合平衡浓度计算平衡常数和浓度变化分析判断；
③平衡改变条件分数移动，依据平衡移动原理分析判断；

解答：解：（1）①2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159kJ?mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（S）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=1165kJ?mol^-1
③H₂O（l）═H₂O（g）△H=44.0kJ?mol^-1
依据盖斯定律计算得到，①+②-③
则反应2NH₃（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-87KJ/mol；
（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=

1.00mol/L-0.58mol/L

10min

=0.042mol?L^-1?min^-1；
C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g），平衡浓度c（N₂）=0.3mol/L；c（CO₂）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L；反应的平衡常数K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.3×0.3

0．42

=

9

16

故答案为：0.042mol?L^-1?min^-1，

9

16

；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g），依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.36×0.36

0.482

=

9

16

，平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮；
a．加入一定量的活性炭，碳是固体对平衡无影响，平衡不动，故a错误；
b．通入一定量的NO，新平衡状态下物质平衡浓度增大，故b正确；
c．适当缩小容器的体积，反应前后体积不变，平衡状态物质浓度增大，故c正确；
d．加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，故d错误；
故答案为：bc；
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比从为5：3：3，氮气和二氧化碳难度之比始终为1：1，所以5：3＞4：3，说明平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故选＜；
故答案为：＜；

点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡的影响因素分析化学平衡移动原理的应用，平衡常数计算判断，题目难度中等．