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；
①该反应的平衡常数表达式K=

 

；
②若5分钟末达到平衡，此时测得体系压强是开始时的0.7倍，则平衡时H₂的转化率为

 

；
③平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	398	498
平衡常数K	K1	K2

则 K₁

 

K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）
④下列各项能说明上述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1：3：2       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：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：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）利用已知热化学方程式根据盖斯定律构造并计算目标热化学方程式的反应热；
（3）①化学平衡常数表达式是生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的式子；
②在恒温恒压条件下，体系压强与气体总物质的量成正比，平衡时体系压强是开始时的0.7倍，说明说明平衡时气体的总物质的量=（0.2mol+0.6mol）×0.7=0.56mol，利用“三段法”分析数据计算即可；
③反应为放热反应，生高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；
④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））①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的化学平衡常数表达式为：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，
故答案为：

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
②平衡时体系压强是开始时的0.7倍，说明平衡时气体的总物质的量=（0.2mol+0.6mol）×0.7=0.56mol，设氮气反应掉的物质的量为x，则有
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始n：0.2mol   0.6mol       0
变化n：x        3x         2x
平衡n：0.2mol-x  0.6mol-x    2x
0.2mol-x+0.6mol-x+2x=0.56mol，求得x=0.12mol，因此氢气的转化率=

3×0.12mol

0.6mol

×100%=60%，
故答案为：60%；
③反应为放热反应，生高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：＞；
④a．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”分析计算较为直观，不易出错．