题目内容

20．根据最新研究报道，在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）═4NH3（g）+3O2（g），此反应的△S＞0（填“＞”或“＜”）．
已知2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-a kJ•mol-1；2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-b kJ•mol-1； CO的燃烧热△H=-c kJ•mol-1．写出消除汽车尾气中NO2的污染时，NO2与CO的反应的热化学反应方程式4CO（g）+2NO2（g）=N2（g）+4CO2（g）△H=-a+b-2ckJ•mol-1．

分析 2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），气体物质的量增加熵增，根据盖斯定律求△H；已知：①2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-a kJ•mol-1；②2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-b kJ•mol-1； CO的燃烧热△H=-c kJ•mol-1，即③CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）△H=-ckJ/mol，根据盖斯定律计算目标反应4CO（g）+2NO2（g）=N2（g）+4CO2（g）的焓变，书写热化学方程式．

解答 解：反应2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）中，气体物质的量增加熵增，因为①2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-a kJ•mol-1；②2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-b kJ•mol-1； CO的燃烧热△H=-c kJ•mol-1，即③CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）△H=-ckJ/mol，根据盖斯定律可知，目标反应4CO（g）+2NO2（g）=N2（g）+4CO2（g）为①-②+2×③，所以4CO（g）+2NO2（g）=N2（g）+4CO2（g）△H=-a+b-2c kJ•mol-1．
故答案为：＞；4CO（g）+2NO2（g）=N2（g）+4CO2（g）△H=-a+b-2c kJ•mol-1．

点评 本题考查了热化学方程式的书写原则和方法应用，燃烧热概念的分析判断，热化学方程式、盖斯定律的计算的计算应用，题目较简单，注意利用方程式相加减的方法处理．

练习册系列答案
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14．将NaHCO3和部分风化的纯碱晶体组成的混合物样品m g配成250mL的溶液，取25mL上述溶液加入1.0mol/L盐酸至恰好完全反应时，用去盐酸30.0mL．若将上述样品m g加热至质量不变时，可得到固体的质量为（　　）
A．10.6gB．12.6g
C．15.9gD．数据不足，无法确定
11．1mol NaCl中的Cl-的物质的量为（　　）
A．0.5 molB．2 molC．1 molD．0.3 mol
8．溶质质量分数分别为c和5c的硫酸溶液，按等质量混合均匀后，混合溶液中硫酸的质量分数为 （　　）
A．3cB．6cC．＞3cD．＜3c
15．完成下列热化学方程式的书写：
（1）已知：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=Cu2O（s）△H=-169kJ•mol-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1
Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）△H=-157kJ•mol-1
用炭粉在高温条件下还原CuO生成Cu2O固体和CO的热化学方程式是：C（s）+2CuO（s）=Cu2O（s）+CO（g）△H=+34.5KJ/mol
（2）烟气（主要污染物SO2、NOx）经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量．O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO（g）+O3（g）=NO2（g）+O2（g）△H=-200.9kJ•mol-1
NO（g）+1/2O2（g）=NO2（g）△H=-58.2kJ•mol-1
SO2（g）+O3（g）=SO3（g）+O2（g）△H=-241.6kJ•mol-1
反应3NO（g）+O3（g）=3NO2（g）的△H=-317.3kJ•mol-1．
5．依据事实，写出下列反应的热化学方程式．
（1）在25℃、101kPa下，1gCH3OH燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ．则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1．
（2）1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，该反应的中和热为-57.3kJ/mol，表示其中和热的热化学方程式为NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
12．工业生产硝酸铵的流程图如图．请回答：

（1）已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1．
①在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，充分反应后，放出的热量＜（填“＜”、“＞”或“=”）92.4kJ，理由是该反应为可逆反应．
②为提高氨的产量，获得更大的效益，实际生产中宜采取的措施有BCEF．
A．降低温度       B．最适合催化剂活性的适当高温      C．增大压强
D．降低压强       E．循环利用和不断补充氮气          F．及时移出氨
（2）已知铂铑合金网未预热也会发热．写出氨催化氧化的化学方程式：4NH3+5O2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$4NO+6H2O，该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（H{\;}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$，当温度升高时，K值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均相对分子质量为10，请计算此时H2的转化率（写出计算过程）．
9．同温同压下，分别为1mol的氢气和氧气，它们的（　　）
A．质量相同，体积不同B．分子个数相同，质量相同
C．体积相同，分子数不同D．体积相同，分子数也相同
10．工业制得的氮化铝（AlN）产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质．某同学设计了如下实验分别测定氮化铝（AlN）样品中AlN和Al4C3的质量分数（忽略NH3在强碱性溶液中的溶解）．
（1）实验原理：
①Al4C3与硫酸反应可生成CH4
②AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气；请写出AlN与过量NaOH溶液反应的化学方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
（2）实验装置（如图所示）

（3）实验过程：
①连接实验装置，检验装置的气密性．
②称得D装置的质量为y g，滴定管的读数为amL．
盛取x g AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入稀硫酸，与装置B瓶内物质充分反应．
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量NaOH（填化学式），与烧瓶内物质充分反应．
④打开K2，通入空气一段时间（填入该步应进行的操作）．
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为z g．
（4）数据分析：
①Al4C3的质量分数为$\frac{0.048（a-b）}{{V}_{m}x}$×100%．
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
③AlN的质量分数为$\frac{41（z-y）}{17x}$×100%．

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