Question

氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义．
（1）如图是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式

 

．
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ?mol^-1
则反应CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应．
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，
若第5分钟时达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2mol．则前5分钟的平均反应速率v（N₂）为

 

，平衡时H₂的转化率为

 

%，该反应的平衡常数K=

 

（mol?L^-1）^-2．
（4）在固定体积的密闭容器中．1.0×10³kPa时反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
△H＜0的平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	51	K1	K2

则K₁

 

K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）
（5）在体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是

 

（填字母）
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为I：3：2
b．NH₃的浓度保持不变
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）反应为放热反应，反应热等于反应物活化能减生成物活化能；
（2）利用盖斯定力计算反应热；
（3）根据反应的化学方程式，利用三段式法计算；
（4）反应为放热反应，生成温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；
（5）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，以此判断．

解答： 解：（1）NO₂和CO反应的热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=（134kJ/mol）-（368kJ/mol）=-234 kJ?mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ?mol^-1；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ?mol^-1，
利用盖斯定律将①×

1

2

+②×

1

2

可得CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=

1

2

×（+180kJ?mol^-1+（-746kJ?mol^-1））=-283J?mol^-1，
故答案为：-283；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（moL/L） 0.1      0.3      0
转化（moL/L）0.05     0.15     0.1 
平衡（moL/L）0.05     0.15     0.1
前5分钟的平均反应速率v（N₂）=

0.05mol/L

5min

=0.01 mol?L^-1?min^-1，
平衡时H₂的转化率为

0.15

0.3

×100%=50%，
该反应的平衡常数K=

0．12

0.05×0.153

=59.3
故答案为：0.01 mol?L^-1?min^-1；50； 59.3；
（4）反应为放热反应，生成温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则K₁＞K₂，故答案为：＞；
（5）a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2，不能说明达到判断状态，取决于起始配料比和转化程度，故a错误；
b．NH₃的浓度保持不变，可说明达到平衡状态，故b正确；
c．容器内压强保持不变，可说明达到平衡状态，故c正确；
d．因体积不变，质量不变，则混合气体的密度保持不变，不能达到平衡状态，故d错误．
故答案为：bc．

点评：本题考查较为综合，涉及化学反应与能量、化学平衡的影响因素、化学平衡的计算等，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意利用三段式法计算，较为直观，难度不大．