题目内容

【题目】氮的化合物在生产、生活中广泛存在。

(1)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:

写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________________。

(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

①该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。

②乙容器在60min时达到平衡状态,则0~60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________。

(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

①A、C两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)点。

③计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)=________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

【答案】 放热 0.01mol/(L·min) = C 3.2MPa

【解析】

试题(1)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能计算1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变;(2)①比较甲、丙的图表数据,丙的反应速率大于甲,可知丙的温度大于400℃ ,平衡时丙的NO浓度大于甲,所以升高温度平衡逆向移动;②根据 计算反应速率;(3)①A、C两点温度相同,所以平衡常数相等;②增大压强平衡逆向移动;③根据平衡常数表达式计算B点时该反应的压强平衡常数。

解析:(1)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能, 1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变=193KJ/mol+391 KJ/mol×4+497 KJ/mol-946 KJ/mol-463 KJ/mol×4=-544 KJ/mol,所以1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是;

(2)①比较甲、丙的图表数据,丙的反应速率大于甲,可知丙的温度大于400℃ ,平衡时丙的NO浓度大于甲,所以升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热;

②

甲的平衡常数= ,甲乙温度相同,所以平衡常数相同,设乙装置NO的浓度变化量为xmol/L,

,x=0.6,根据 ,v(NO)=0.01mol/(L·min);

(3)①A、C两点温度相同,所以平衡常数相等,故Kc(A)=Kc(C);②增大压强平衡逆向移动,NO2的转化率最高的是C;③根据方程式,N2(g)的平衡浓度是CO2浓度的 ,所以B点时,NO2、N2、CO2物质的量分数分别是 、、; B点时该反应的压强平衡常数= 。

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