题目内容
【题目】氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题:
(1)汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO,其能量变化示意图为
则该反应的热化学方程式为___。
(2)工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,分别在T1、T2温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如图所示:
①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是___点。
②T2条件下,在2L的密闭容器中,充入xmolN2和ymolH2时,3min达平衡,此时反应物的转化率均为a,写出下列仅含a、x的表达式(不必化简):v(N2)=___;该反应的平衡常数的值K=___。
③图像中T2___T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。
【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol q ax/6mol·L-1·min-1 16(ax)2/[(x-ax) (3x-3ax)3] 低于
【解析】
(1) △H=E(N2)+E(O2)-2E(NO)=945.8kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=183.8kJ/mol
则该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol
答案为N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol
(2) ① 对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),不断增大H2的物质的量,平衡不断正向移动,反应物N2的转化率不断增大,所以在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物N2转化率最高的点是q点。答案为q
②反应物的转化率均为a,表明两反应物的物质的量之比等于化学计量数之比,即y=3x
答案为ax/6mol·L-1·min-1
答案为16(ax)2/[(x-ax) (3x-3ax)3]
因为正反应为放热反应,T2时氨的体积分数大,说明温度由T1改变到T2时,平衡正向移动,所以图像中T2<T1。答案为 <。
【题目】铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一。
已知:①Fe3O4(s)+4C(s)3Fe(s)+4CO(g) △H=+646.0kJmol﹣1
②C(s)+CO2(g)2CO(g) △H=+172.5kJmol﹣1
则Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)△H=___。
(2)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H的平衡常数为K,在不同温度下,K值如下:
温度/K | 973 | 1173 | 1373 | 1573 |
K | 1.47 | 2.15 | 3.36 | 8.92 |
①从表中数据可推断,该反应是___(填“放热”或“吸热”)反应。
②温度为973K时,在某恒容密闭容器中发生上述反应。下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是___(填字母)。
A.c(CO2)=c(CO)
B.v正(CO2)=v逆(CO)
C.体系压强不变
D.混合气体中c(CO)不变
(3)如图图1、2表示反应:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H>0有关量与反应时间之间的关系:
①图2中若t1=0.5min,则0~t1时间段内,H2O的平均反应速率v(H2O)=___molL﹣1s﹣1。
②图1中t2时刻改变的条件是___(任写两种,下同);图2中t2时刻改变的条件是___。