题目内容

自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO.
(1)反应需要在闪电或极高温条件下发生,说明该反应______.(填字母)
A.所需的活化能很高            B.吸收的能量很多
(2)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)的平衡常数K如下表:
温度/℃153817602404
平衡常数K0.86×10-42.6×10-464×10-4
①该反应的△H______0.(填“>”、“=”或“<”)
②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应.1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,请补充完成1760℃、2404℃时N2的转化率随时间变化的示意图.
(3)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)达到平衡时NO的浓度.(此温度下不考虑O2与NO的反应.计算结果保留两位有效数字,要求有计算步骤和相应格式.)

【答案】分析:(1)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO,说明该反应难以进行,反应的活化能高;
(2)①根据图表中的平衡常数随温度变化趋势是,温度越高,K值越大;依据平衡影响因素判断平衡移动;②氮气的转化率随温度升高达到平衡时间短,转化率高;
(3)依据化学平衡的三段式计算平衡浓度,结合平衡常数计算应用.
解答:解:(1)闪电或者高温,主要是提供能量 给N2分子,让其破坏变成氮原子,因此,只能说明 引发反应所需要的能量高即活化能,不能说明反应吸收的能量高;故答案为:A;
(2)①在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)的平衡常数K随温度升高K值增大,所以正反应方向是吸热反应,△H>0,故答案为:>;
②1760℃、2404℃时N2的转化率随时间变化的示意图,根据温度越高平衡需要时间越短,氮气转化率越大,画出图象为:,
故答案为:;
(3)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)达到平衡时NO的浓度.此温度下不考虑O2与NO的反应,K=64×10-4
依据平衡的三段式列式计算:设氮气消耗物质的量x则:
                 N2(g)+O2(g)?2NO(g)
起始量(mol)   2.6      2.6      0
变化量(mol)   x         x       2x
平衡量(mol)  2.6-x    2.6-x     2x
K===64×10-4
解得x=0.1mol;
达到平衡时NO的浓度==0.2mol/L,
答:达到平衡时NO的浓度为0.2mol/L.
点评:本题考查了化学平衡常数的含义、计算,应用条件判断,曲线画法,化学平衡的计算,关键是平衡常数的概念应用.
练习册系列答案
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自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO.
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=a kJ?mol-1的平衡常数K如下表:
温度/℃ 1538 1760 2404
平衡常数K 0.86×10-4 2.6×10-4 64×10-4
①该反应的a
>
>
 0(填“>”、“=”或“<”).
②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应.
1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图.
(2)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)达到平衡时NO的浓度.(此温度下不考虑O2与NO的反应.计算结果保留两位有效数字)
(3)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3.相应的热化学方程式如下:
2N2(g)+6H2O(1)=4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ?mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)的反应热△H=
(2a-1530)kJ?mol-1
(2a-1530)kJ?mol-1
.(用含a的代数式表示)
(4)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定--氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2?2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
阳
阳
极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
.

(Ⅰ)(4分)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。

(1)反应需要在闪电或极高温条件下发生,说明该反应_________。(填字母)

   A.所需的活化能很高       B.吸收的能量很多

(2)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K如下表:

温度/℃

1538

1760

2404

平衡常数K

0.86×10-4

2.6×10-4

64×10-4

该反应的△H      0。(填“>”、“=”或“<”)

(3)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)达到平衡时NO的浓度为                 。(此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字)

(Ⅱ)(5分)在容积为1L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g) C(g)+D(g),不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。试回答下列问题:

(1)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是             。

A.容器中压强不变         B.混合气体中c(A)不变

C.2v正(B)=v逆(D)       D.c(A)=c(C)

(2)若最初加入1.0molA和2.2molB,利用图中数据计算800℃时的平衡常数

K=     ,该反应为              反应(填吸热或放热) 

(3)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应         进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。

 

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