题目内容
氨、甲烷都是重要的氢化物，按要求回答下列问题：
（1）NH3（g）和O2（g）反应生成NO（g）和H2O（g）的△H往往难以直接测量，从产物稳定性看，其主要原因是 ．
已知：1molN2（g）反应生成2mol NH3（g）的△H=-92kJ?mol-1，1mol H2（g）燃烧生成H2O （g） 的△H=-242kJ?mol-1，1mol N2（g）和O2 （g）完全反应生成NO（g）的△H=+180kJ?mol-1．若有17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为 ．
（2）甲烷与水蒸气通入聚焦太阳能反应器，可发生反应的化学方程式为CH4+H2O?CO+3H2，该反应为吸热反应．已知在三种不同条件（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）下，氢气的产量随时间的变化如图1所示．
①在0～20小时内，甲烷的反应速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ．
②将0.4mol甲烷和0.4mol水蒸气充入2L恒容的密闭容器中，某条件下反应达到平衡，测得氢气的物质的量浓度为0.3mol?L-1，则该条件下此反应的平衡常数K= ，甲烷的转化率为 ．
③氢气的百分含量与体系总压强（P）、温度（T）的关系如图2所示．
平衡状态由A变到B时，对应的平衡常数：K（A） K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（1）NH3（g）和O2（g）反应生成NO（g）和H2O（g）的△H往往难以直接测量，从产物稳定性看，其主要原因是
已知：1molN2（g）反应生成2mol NH3（g）的△H=-92kJ?mol-1，1mol H2（g）燃烧生成H2O （g） 的△H=-242kJ?mol-1，1mol N2（g）和O2 （g）完全反应生成NO（g）的△H=+180kJ?mol-1．若有17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为
（2）甲烷与水蒸气通入聚焦太阳能反应器，可发生反应的化学方程式为CH4+H2O?CO+3H2，该反应为吸热反应．已知在三种不同条件（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）下，氢气的产量随时间的变化如图1所示．
①在0～20小时内，甲烷的反应速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为
②将0.4mol甲烷和0.4mol水蒸气充入2L恒容的密闭容器中，某条件下反应达到平衡，测得氢气的物质的量浓度为0.3mol?L-1，则该条件下此反应的平衡常数K=
③氢气的百分含量与体系总压强（P）、温度（T）的关系如图2所示．
平衡状态由A变到B时，对应的平衡常数：K（A）
考点：化学平衡的影响因素,反应热和焓变
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）产物中的一氧化氮极易被氧化，所以难以直接测量；应用盖斯定律求解；
（2）①相同时间氢气的产量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间氢气的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小；
②根据三行式求平衡时各物质的浓度，然后代入平衡常数表达式，根据转化率公式求甲烷的转化；
③根据图象判断A、B两点温度的高低，然后结合正反应是吸热反应综合分析．
（2）①相同时间氢气的产量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间氢气的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小；
②根据三行式求平衡时各物质的浓度，然后代入平衡常数表达式，根据转化率公式求甲烷的转化；
③根据图象判断A、B两点温度的高低，然后结合正反应是吸热反应综合分析．
解答：
解：（1）产物中的一氧化氮极易被氧化，所以难以直接测量，N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92KJ?mol-1①，
2H2（g）+O2 （g）=2H2O （g）△H=-484kJ?mol-1②，
N2（g）+O2 （g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol-1③，
所以4NH3（g）+5O2 （g）=4NO（g）+6H2O （g）△H=-①×2+②×3+2×③=92×2+（-484）×3+2×180=-908kJ?mol-1，
则4molNH3（g）经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为908kJ，所以17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为227 kJ，
故答案为：NO容易被氧气氧化生成二氧化氮，无法控制产物，所以难以直接测量；227 kJ；
（2）①相同时间氢气的产量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间氢气的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小，由图1可知变化量最大的是Ⅰ，最小的是Ⅲ，所以甲烷反应速率大小为vⅠ＞vⅡ＞vⅢ，故答案为：vⅠ＞vⅡ＞vⅢ；
②CH4 +H2O?CO+3H2
初起量：0.2mol?L-1 0.2mol?L-1 0 0
变化量：0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.3mol?L-1
平衡量：0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.1mol?L-10.3ol?L-1
所以K=
=0.27 mol2?L-2；甲烷的转化率为
×100%=50%，
故答案为：0.27 mol2?L-2；50%；
③由A到C，氢气的百分含量增加，所以温度升高，即T1＞T2，正反应是吸热反应温度越高K值越大，故答案为：＜．
2H2（g）+O2 （g）=2H2O （g）△H=-484kJ?mol-1②，
N2（g）+O2 （g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol-1③，
所以4NH3（g）+5O2 （g）=4NO（g）+6H2O （g）△H=-①×2+②×3+2×③=92×2+（-484）×3+2×180=-908kJ?mol-1，
则4molNH3（g）经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为908kJ，所以17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为227 kJ，
故答案为：NO容易被氧气氧化生成二氧化氮，无法控制产物，所以难以直接测量；227 kJ；
（2）①相同时间氢气的产量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间氢气的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小，由图1可知变化量最大的是Ⅰ，最小的是Ⅲ，所以甲烷反应速率大小为vⅠ＞vⅡ＞vⅢ，故答案为：vⅠ＞vⅡ＞vⅢ；
②CH4 +H2O?CO+3H2
初起量：0.2mol?L-1 0.2mol?L-1 0 0
变化量：0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.3mol?L-1
平衡量：0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.1mol?L-10.3ol?L-1
所以K=
| 0．33×0.1 |
| 0.1×0.1 |
| 0.1 |
| 0.2 |
故答案为：0.27 mol2?L-2；50%；
③由A到C，氢气的百分含量增加，所以温度升高，即T1＞T2，正反应是吸热反应温度越高K值越大，故答案为：＜．
点评：本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率大小的比较、平衡常数、转化率和图象的分析，综合性强，但难度中等．
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