题目内容
氮元素的单质及其化合物的研究和应用在工农业生产中有着非常重要的地位．工业制硝酸的主要反应之一是4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）（1）如果将4mol NH3和5mol O2放入容器中，达到平衡时放出热量0.8akJ，则平衡时NH3的转化率为
（2）在一定条件下，容积固定的密闭容器中进行上述反应，NO的浓度与时间关系如图所示，则NO的a、b、c三点的反应速率v（a正）、v（b逆）、v（c正）的大小关系是
（3）t℃时，在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如表：
| 浓度/mol?L-1 \时间/min | C（NH2） | C（O2） | C（NO） | C（H2O） |
| 其起始 | 4.0 | 5.5 | 0 | 0 |
| 第2min | 3.2 | 4.5 | 0.8 | 1.2 |
| 第4min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| 第6min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
②第2min时改变了条件，改变的条件可能是
A．降低温度 B．增加了生成物 C．减小压强 D．使用了高效催化剂
③在与第4min相同的温度下，若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O（g）的浓度都为2mol/L，则该反应
（4）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．尿素（H2NCONH2）是一种非常重要的高氮化肥，在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，将其转化为N2，尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为
（5）目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kj?mol-1
则1mol甲烷直接将NO2还原为N2的烩变为
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：（1）依据热化学方程式中物质的量和焓变计算反应的氨气物质的量，结合转化率=
计算；
（2）依据反应过程中一氧化氮随反应进行浓度增大，达到平衡状态浓度不变分析；
（3）①先根据v=
计算一氧化氮的反应速率，再根据同一可逆反应中，同一时间段内，各元素的反应速率之比等于其计量数之比确定氧气的反应速率；
②先分析图表，再根据外界对化学平衡的影响分析；
③根据浓度商与化学平衡常数的相对大小判断移动方向；
（4）依据原子守恒配平书写化学方程式；
（5）根据盖斯定律来计算反应的焓变，进而书写热化学方程式．
| 消耗量 |
| 起始量 |
（2）依据反应过程中一氧化氮随反应进行浓度增大，达到平衡状态浓度不变分析；
（3）①先根据v=
| △c |
| △t |
②先分析图表，再根据外界对化学平衡的影响分析；
③根据浓度商与化学平衡常数的相对大小判断移动方向；
（4）依据原子守恒配平书写化学方程式；
（5）根据盖斯定律来计算反应的焓变，进而书写热化学方程式．
解答：
解：（1）如果将4molNH3和5molO2放入容器中，达到平衡时放出热量0.8akJ，则
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），△H=-akJ?mol-1
起始量 4mol 5mol 0 0
焓变 4mol aKJ
放热 n 0.8aKJ
n=3.2mol
氨气转化率=
×100%=80%；故答案为：80%；
（2）容积固定的密闭容器中进行上述反应，NO的浓度与时间关系分析可知随反应进行，一氧化氮随反应进行浓度增大，达到平衡状态浓度不变，开始投的反应物，反应物的浓度最大，所以速率关系为：v（a正）＞v（b逆）=v（c正），
故答案为：v（a正）＞v（b逆）=v（c正）；
（3）①反应在第2min到第4min时，则v（O2）=
=0.75mol/（L．min），故答案为：0.75mol/（L．min）；
②根据生成物第2min及第4min时物质的量浓度的变化量知，第2min到第4min时反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，则第2min时改变了条件，使用催化剂反应速率增大，最后达到平衡状态，故选D；
③第4min时，各种物质的浓度不变，说明该反应达到平衡状态，化学平衡常数K=
=3.0，在与第4min相同的温度下，若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O（g）的浓度都为2moI/L，Q=
=2＜3，则平衡向正反应方向移动，故答案为：正反应方向进行；
（4）在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，将其转化为N2，同时产生CO2，则尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为：
CO（NH2）2+NO+NO2
N2+CO2+2H2O，
故答案为：CO（NH2）2+NO+NO2
N2+CO2+2H2O；
（5）根据题意：①
CH4（g）+2NO2（g）=2NO（g）+
CO2（g）+H2O（g）△H=
×（-574kJ?mol-1）=-287kJ?mol-1；
CH4（g）+2NO（g）=N2（g）+
CO2（g）+H2O（g）△H=
×（-1160kJ?mol-1）=-580kJ?mol-1；
根据盖斯定律反应CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）可以看成是①+②，CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1．
所以△H=-287kJ?mol-1-580kJ?mol-1=-867kJ?mol-1，
故答案为：-867kJ?mol-1．
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），△H=-akJ?mol-1
起始量 4mol 5mol 0 0
焓变 4mol aKJ
放热 n 0.8aKJ
n=3.2mol
氨气转化率=
| 3.2mol |
| 4mol |
（2）容积固定的密闭容器中进行上述反应，NO的浓度与时间关系分析可知随反应进行，一氧化氮随反应进行浓度增大，达到平衡状态浓度不变，开始投的反应物，反应物的浓度最大，所以速率关系为：v（a正）＞v（b逆）=v（c正），
故答案为：v（a正）＞v（b逆）=v（c正）；
（3）①反应在第2min到第4min时，则v（O2）=
| 4.5mol/L-3mol/L |
| 4min-2min |
②根据生成物第2min及第4min时物质的量浓度的变化量知，第2min到第4min时反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，则第2min时改变了条件，使用催化剂反应速率增大，最后达到平衡状态，故选D；
③第4min时，各种物质的浓度不变，说明该反应达到平衡状态，化学平衡常数K=
| 24×36 |
| 24×35 |
| 24×26 |
| 24×25 |
（4）在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，将其转化为N2，同时产生CO2，则尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为：
CO（NH2）2+NO+NO2
| ||
故答案为：CO（NH2）2+NO+NO2
| ||
（5）根据题意：①
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
CH4（g）+2NO（g）=N2（g）+
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
根据盖斯定律反应CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）可以看成是①+②，CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1．
所以△H=-287kJ?mol-1-580kJ?mol-1=-867kJ?mol-1，
故答案为：-867kJ?mol-1．
点评：本题考查了反应热量变化的计算和盖斯定律应用，化学平衡移动原理的分析判断，平衡常数、反应速率计算，掌握基础是关键，题目难度较大．
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甲、乙两种金属性质比较：
①甲的单质熔、沸点比乙的低；
②常温下，甲能与水反应放出氢气而乙不能；
③最高价氧化物对应的水化物碱性比较，乙比甲的强；
④甲、乙作电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，乙电极表面产生气泡．
上述项目中能够说明甲比乙的金属性强的是（ ）
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