题目内容
氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．（1）一定温度下，在1L容积恒定的密闭容器中充入2mol N2和8mol H2并发生反应．10min达平衡，测得氨气的浓度为0.4mol/L，此时氮气的转化率为
（2）如图是1mol NO2（g）和1mol CO（g）反应生成1mol CO2（g）和1mol NO（g）过程中能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式
（3）NH3（g）燃烧的方程式4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（l），
已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-483.6kJ/mol
N2（g）+2O2（g）═2NO2 （g）△H=+67.8kJ/mol
N2（g）+3H2（g）═2NH3 （g）△H=-92.0kJ/mol
请计算NH3 （g）的燃烧热
（4）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为
利用反应6NO2+8NH3
| 催化剂 |
| 加热 |
（5）已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-1
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=
考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡状态的判断
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据氨气的浓度计算氮气的浓度变化量，氮气的转化率=
×100%；
（2）根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能；
（3）根据盖斯定律构造目标热化学方程式，据此计算燃烧热，注意氨气的系数为1，生成的水为液态；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，根据化合价的变化结合方程式计算；
（5）利用盖斯定律计算反应热，得到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数．
| 消耗量 |
| 起始量 |
（2）根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能；
（3）根据盖斯定律构造目标热化学方程式，据此计算燃烧热，注意氨气的系数为1，生成的水为液态；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，根据化合价的变化结合方程式计算；
（5）利用盖斯定律计算反应热，得到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数．
解答：
解：（1）10min达平衡，测得氨气的浓度为0.4mol/L，则氮气的浓度变化量为0.4mol/L×
=0.2mol/L，故氮气的转化率=
×100%=10%，
故答案为：10%；
（2）该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1；
（3）NH3（g）燃烧的方程式为4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（l），已知：
Ⅰ、2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.8kJ/mol
Ⅲ、N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.0kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得：4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（l），
△H=2×67.8kJ/mol-2×（-92.0kJ/mol）+3×（-483.6kJ/mol）=-1131.2kJ/mol，
故氨气的燃烧热为
=282.8kJ/mol，
故答案为：282.8kJ/mol；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应6NO2+8NH3
7N2+12H2O中，6NO2中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO2参加反应，转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗NO20.3mol，体积为6.72L，故答案为：6.72；
（5）已知：①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-1
②2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1，利用盖斯定律将①×
-②×
，得到热化学方程式为：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
△H=
×（-196.6kJ?mol-1）-
×（-113.0kJ?mol-1）=-41.8kJ?mol-1，
a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
上述分析b正确；
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=
a，故平衡常数K=
=
=
=
，
故答案为：-41.8；b；
．
| 1 |
| 2 |
| 0.2mol/L |
| 2mol/L |
故答案为：10%；
（2）该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1；
（3）NH3（g）燃烧的方程式为4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（l），已知：
Ⅰ、2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.8kJ/mol
Ⅲ、N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.0kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得：4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（l），
△H=2×67.8kJ/mol-2×（-92.0kJ/mol）+3×（-483.6kJ/mol）=-1131.2kJ/mol，
故氨气的燃烧热为
| 1131.2KJ/mol |
| 4 |
故答案为：282.8kJ/mol；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应6NO2+8NH3
| ||
| △ |
（5）已知：①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-1
②2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1，利用盖斯定律将①×
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
△H=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
上述分析b正确；
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=
| 4 |
| 5 |
| c(SO3)c(NO) |
| c(NO2)c(SO2) |
| x2 |
| (a-x)(2a-x) |
(
| ||||
(a-
|
| 8 |
| 3 |
故答案为：-41.8；b；
| 8 |
| 3 |
点评：本题以NO2、SO2、CO等物质为载体，综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算等问题，侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查，题目难度中等，燃烧热的计算为易错点，学生容易根据盖斯定律计算反应热，忽略燃烧热概念的分析计算．
练习册系列答案
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下列各组物质中，不属于同分异构体的是（ ）
| A、CH3CH2OH和CH3-O-CH3 |
| B、H2NCH2COOH和CH3CH2NO2 |
| C、CH3CH2COOH和CH3COOCH3 |
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| A、减压 | B、加压 |
| C、升温 | D、使用催化剂 |