题目内容

7．已知有关热化学方程式为：①4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol；②3H2（g）+N2（g）2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol；④N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=QkJ/mol；反应①中有关化学键的键能（kJ/mol）如下：H-O：463，H-N：391，O=O：497
（1）①Q=+180.5．
②NO中的化学键键能为631.5kJ/mol．
（2）向某密闭容器中充入amolNH3、bmolO2后，测得反应体系中某种量值X与压强P、温度T之间的变化如图1所示，图2表示温度为T2时，当容器为1L恒容密闭容器时，容器中NH3的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料之比（用M表示）的关系．
①若X表示NH3的百分含量，则T2＞T1（填＞、＜、无法确定）；d、e两点的正反应的平衡常数K（d）＜K（e）．
②X还可以表示a．
a．混合气体的平均摩尔质量b．NO的产率c．△H值
③M=b：a（用含a、b的式子表示，后同），若M1=1.25，则此时O2的转化率为60%．
（3）有科学家电解原理获得高产率的合成氨，则阴极上的电极反应式为（已知电解质能传递H+）N2+6e-+6H+=2NH3．

分析 （1）根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能计算；根据盖斯定律计算Q；
（2）①若X表示NH3的百分含量，压强一定温度越高平衡逆向进行，氨气含量减小；
②压强越大平衡逆向进行，X可以表示混合气体的平均摩尔质量、氨气含量等；
③图2表示温度为T2时，当容器为1L恒容密闭容器时，容器中NH3的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料之比（用M表示）的关系，此点的转化率为60%，氨气转化率随反应开始时两种反应物的投料之比M增大而增大，说明M=b：a，
                       4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）
起始量（mol）   a                 b            0                0
变化量（mol）  0.6a        0.75a           0.6a             0.9a
平衡量（mol） a-0.6a        b-0.75a      0.6a              0.9a
据此计算氧气转化率；
（3）阴极发生还原反应，氮气在阴极上放电，与氢离子结合生成氨气；

解答 解：（1）已知：①4NH3（g）+5O2 （g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905KJ/mol
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6kJ/mol
根据盖斯定律（①+2×②-3×③）÷2可得④N2 （g）+O2 （g）═2NO （g）△H=+180.5KJ/mol，
设NO中的化学键键能为x，反应①4NH3（g）+5O2 （g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=12×391+5×497-4x-12×463=-905，解得x=631.5；
故答案为：+180.5；631.5；
（2）①4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol；反应为放热反应，若X表示NH3的百分含量，压强一定，温度越高平衡逆向进行，氨气含量越少，则T1＞T2，温度越高平衡常数越小，d、e两点的正反应的平衡常数K（d）＜K（e），
故答案为：＞；＜；
②压强越大平衡逆向进行，
a．反应前后气体质量不变，压强增大平衡逆向进行，气体物质的量减小，则混合气体的平均摩尔质量随压强增大而增大，故a正确；
b．压强增大平衡逆向进行，NO的产率减小，故b错误；
c．△H值不随压强变化，故c错误；
故答案为：a；
③向某密闭容器中充入amolNH3、bmolO2后，容器中NH3的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料之比（用M表示）的关系，此点的转化率为60%，氨气转化率随反应开始时两种反应物的投料之比M增大而增大，说明M=b：a，
                      4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）
起始量（mol） a                  b                 0                 0
变化量（mol） 0.6a             0.75a           0.6a             0.9a
平衡量（mol） a-0.6a           b-0.75a       0.6a            0.9a
若M1=1.25，则此时O2的转化率=$\frac{0.75a}{b}$×100%=$\frac{0.75}{1.25}$×100%=60%，
故答案为：b：a；60；
（3）阴极发生还原反应，氮气在阴极上放电，与氢离子结合生成氨气，电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3，
故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3；

点评 本题考查了盖斯定律、反应热与键能的关系、影响化学平衡的因素以及有关化学平衡的计算、原电池原理，注重对学生基础的考查，题目难度中等，注意图象曲线变化分析、平衡常数影响因素、化学平衡移动原理的应用等．

练习册系列答案
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