题目内容

11．氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用．
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视．它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势．氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（l）△H1
②4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）△H2
则反应 4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（l）△H=$\frac{3△H{\;}_{1}+2△H{\;}_{2}}{5}$．（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3L的恒容密闭容器中，投入4mol N2和9mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：
温度（K）平衡时NH3的物质的量（mol）
T12.4
T22.0
已知：破坏1mol N2（g）和3mol H2（g）中的化学键吸收的总能量小于形成2mol NH3（g）中的化学键放出的总能量．①则T1＜T2（填“＞”、“＜”或“=”）
②在T2时，经过10min达到化学平衡状态，则0至10min内H2的平均反应速率v（H2）=0.1mol•L-1•min-1，平衡时N2的转化率α（N2）=25%．
③下列图象分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（$\overline{M}$）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是BC．

分析 （1）由①4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l）△H1
②4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l）△H2
结合盖斯定律可知，（①×3+②×2）×$\frac{1}{5}$得到4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；
（2）破坏1mol N2（g）和3mol H2（g）中的化学键消耗的总能量小于破坏2mol NH3（g）中的化学键消耗的能量，则合成氨的反应为放热反应，
①由表格数据可知，T1对应的氨气平衡时物质的量大，则T1的温度低；
②T2K下，经过10min达到化学平衡状态，则
    N2+3 H2?2NH3，
开始 4    9   0
转化  1    3   2
平衡  3   6    2
结合v=$\frac{△c}{△t}$及转化率计算；
③焓变（△H）始终不变，混合气体平均相对分子质量为变量、N2体积分数φ（N2）为变量，气体密度（ρ）始终不变；

解答 解：（1）由①4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l）△H1
②4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l）△H2
结合盖斯定律可知，（①×3+②×2）×$\frac{1}{5}$得到4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l），则△H=$\frac{3△H{\;}_{1}+2△H{\;}_{2}}{5}$，
故答案为：$\frac{3△H{\;}_{1}+2△H{\;}_{2}}{5}$；
（2）破坏1mol N2（g）和3mol H2（g）中的化学键消耗的总能量小于破坏2mol NH3（g）中的化学键消耗的能量，则合成氨的反应为放热反应，
①由表格数据可知，T1对应的氨气平衡时物质的量大，则T1的温度低，则T1＜T2，
故答案为：＜；
②T2K下，经过10min达到化学平衡状态，则
    N2+3 H2?2NH3，
开始 4   9    0
转化 1   3    2
平衡 3   6    2
v（H2）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{3mol}{3L}}{10min}$=0.1mol•L-1•min-1，
平衡时N2的转化率α（N2）=$\frac{1}{4}$×100%=25%，
故答案为：0.1mol•L-1•min-1；25%；
③焓变（△H）始终不变，混合气体平均相对分子质量（$\overline{M}$）为变量、N2体积分数φ（N2）为变量，气体密度（ρ）始终不变，随反应进行，气体的物质的量减小，则 $\overline{M}$随时间增大而增大，直到达到平衡状态不变；N2体积分数逐渐减小，到达到平衡状态不变，由图可知，正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的为BC，
故答案为：BC．

点评 本题考查较综合，涉及化学平衡图象、平衡计算、盖斯定律的应用及计算、电化学原理及计算等，综合性较强，侧重化学反应原理中高频考点的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．指出在使用下列仪器（已经洗涤干净）或用品时的第一步操作：
①石蕊试纸（检验气体）：把试纸用蒸馏水湿润．
②容量瓶：检查容量瓶是否漏水．
③滴定管：检查滴定管是否漏水．
④集气瓶（收集氨气）：干燥集气瓶．
⑤托盘天平：调节零点．
2．纯水在20℃和80℃时的pH（　　）
A．前者大B．后者大C．相等D．无法确定
19．关于钠的说法不正确的是（　　）
①钠是银白色金属，质软，可以用小刀切割，密度比水小，熔点低于100℃，是热和电的良导体．
②钠在自然界中以化合态形式存在
③金属钠可以保存在煤油中，钠着火时可用沙子盖灭
④金属钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成过氧化钠
⑤钠表面不能形成致密氧化膜，长期置于空气中，最后变为碳酸氢钠．
A．②⑤B．④⑤C．②③D．⑤
6．中国-094核潜艇上的核反应堆内使用了液体钠铝合金（单质钠和单质铝熔合而成，可看作二者的混合物）做载热介质，将一定质量的合金进行实验，有关说法不正确的是（　　）
A．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，则n（Al）≤n（Na）
C．铝钠合金投入足量水中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越大
D．铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越大
16．关于下列说法错误的是（　　）
A．0.7mol Na2O2与足量的CO2气体反应，电子转移0.7NA
B．足量水蒸气与16.8gFe粉反应转移0.9mol电子
C．Na与水、Al与NaOH溶液反应中水均作氧化剂
D．用钠从四氯化钛中置换钛，利用了钠的强还原性
3．若某体系所吸收的热量全部用于体系的内能增加，则所需的条件是（　　）
①封闭体系；②不做体积功其他功；③恒压；④恒温．
A．②和④B．①和③C．①和②D．①和④
19．等温等压不做非体积功条件下的自发过程，一定是（　　）
A．放热过程B．热力学能降低过程
C．熵增过程D．自由能降低过程
5．某城市某日的空气质量报告中污染指数如下表：
污  染  指  数
SO2NO2PM10
492123
请回答下面的问题：
（1）当日首要污染物是SO2；空气质量状况为轻度污染（填写“优”、“良”、“轻微污染”、“中度污染”）；
（2）其中PM10所指的是可吸入颗粒物 （填写污染物对应的名称）
（3）氮氧化物的人为来源主要是化石燃料的燃烧，在城市中大气中的氮氧化物主要来自汽车尾气；
（4）SO2、NO2、PM10这三种物质能够形成酸雨的是SO2、NO2．

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