题目内容

20.氮是地球上含量较丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、日常生活中有着重要作用.
(1)图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
其化学平衡常数K与温度t的关系如表:
t/℃25125225
K/(mol•L-1-24.1×106K1K2
完成下列问题:
①比较K1、K2的大小:K1>K2(填“>”、“=”或“<”).
②判断该反应达到化学平衡状态的依据是AC(填序号).
A.2vH2(正)=3vNH3(逆)
B.3vNH3(正)=2vH2(正)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变.

分析 (1)根据能量变化图,反应热等于=正反应的活化能减去逆反应的活化能,结合热化学方程式的书写规则书写;
(2)①根据焓变判断生成物反应物浓度的变化,然后根据平衡常数判断;
②根据平衡状态的判断依据判断,平衡标志最根本的依据是正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组分的含量保持不变.

解答 解:(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,所以热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
(2)①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2
故答案为:>;
②A、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,能证明正逆反应速率相等,故A正确;
B、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,3vNH3(正)=2vH2(正)不是平衡状态,故B错误;
C、容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故C正确;
D、N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,该反应反应物生成物全部为气体,如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度始终不变,故D错误;
故选:AC.

点评 本题考查热化学方程式书写方法,反应热的计算,化学平衡的分析判断和化学平衡移动的判断,反应热的计算注意图象的分析应用,题目难度中等.

练习册系列答案
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10.某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定.
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).
实验测得不同温度下的平衡数据列于表:
温度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡总压强(kPa)5.78.312.017.124.0
平衡气体总浓度(×10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是BC.
A.2v(NH3)=v(CO2
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变    
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:1.6×10-8
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量增加(填“增加”、“减小”或“不变”).
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H>0(填>、<或=).
(2)已知:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3•H2O.该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定上述反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.

⑤计算25℃时,0~6min上述反应中氨基甲酸铵的平均速率0.05mol/(L•min).
⑥根据图中信息,如何说明上述反应速率随温度升高而增大:25℃反应物起始浓度较小,但0~6min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15℃大.

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