题目内容

8．碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．
（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=-159.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ•mol-1
③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1
则反应2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）的△H=-87.0kJ•mol-1
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H=Q kJ•mol-1．
在T1℃时，反应进行到同时间测得各物质的浓度如下；30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质浓度如表所．
时间（min）
浓度（mol/L）		01020304050
NO1.000.580.400.400.480.48
N200.210.300.300.360.36
CO200.210.300.300.360.36
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=0.042mol•L-1•min-1，T1℃时，该反应的平衡常数K=$\frac{9}{16}$；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质浓度如表所示．根据上表中的数据判断改变的条件可能是bc（填字母编号）．
a．加入一定量的活性炭     b．通入一定量的NO      c．适当缩小容器的体积
d．加入合适的催化剂       e．升高温度
③30min后，如果将温度升高至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则 Q＜0（填“＞”或“＜”）．

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律，①+②-③计算得到；
（2）①分析图表数据结合反应速率概念是单位时间内物质浓度变化计算化学反应速率，V=$\frac{△c}{△t}$计算得到反应速率，计算平衡浓度得到平衡常数，k=$\frac{c（{N}_{2}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$；
②依据图表数据分析，结合平衡浓度计算平衡常数和浓度变化分析判断，30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g），依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=$\frac{c（{N}_{2}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$=$\frac{0.36×0.36}{0.4{8}^{2}}$=$\frac{9}{16}$，平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮；
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比从为5：3：3，氮气和二氧化碳难度之比始终为1：1，所以5：3＞4：3，说明平衡向逆反应方向移动；

解答 解：（1）①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=-159kJ•mol-1
②NH2CO2NH4（S）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=1165kJ•mol-1
③H2O（l）═H2O（g）△H=44.0kJ•mol-1
依据盖斯定律计算得到，①+②-③
则反应2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-87KJ/mol；
（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=$\frac{1.00mol/L-0.58mol/L}{10min}$=0.042mol•L-1•min-1；
C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g），平衡浓度c（N2）=0.3mol/L；c（CO2）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L；反应的平衡常数K=$\frac{c（{N}_{2}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$=$\frac{0.3×0.3}{0．{4}^{2}}$=$\frac{9}{16}$；
故答案为：0.042mol•L-1•min-1，$\frac{9}{16}$；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g），依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=$\frac{c（{N}_{2}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$=$\frac{0.36×0.36}{0.4{8}^{2}}$=$\frac{9}{16}$，平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮；
a．加入一定量的活性炭，碳是固体对平衡无影响，平衡不动，故a错误；
b．通入一定量的NO，新平衡状态下物质平衡浓度增大，故b正确；
c．适当缩小容器的体积，反应前后体积不变，平衡状态物质浓度增大，故c正确；
d．加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，故d错误；
故答案为：bc；
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比从为5：3：3，氮气和二氧化碳难度之比始终为1：1，所以5：3＞4：3，说明平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故选＜，
故答案为：＜．

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡的影响因素分析化学平衡移动原理的应用，平衡常数计算判断，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、Br-、CO32-、I-、SO32-．某兴趣小组为确定该溶液的组成，进行了下列实验：取样，滴加足量氯水，有气泡产生，溶液呈橙色；向橙色溶液中加BaCl2溶液或淀粉均无明显变化．下列说法正确的是（　　）
A．溶液中一定存在Na+、I-、CO32-
B．溶液中一定不存在的只有I-、SO32-
C．只需再进行一个实验，就可完全确定溶液的组成
D．溶液中一定存在Br-、CO32-，至少存在Na+、NH4+中的一种
19．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO．为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO（g）+2CO（g）≒2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol   （条件为使用催化剂）
已知：
2C （s）+O2（g）≒2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O2（g）≒CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1．
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s012345
C（NO）10-4  mol/L10.04.50C11.501.001.00
C（CO）10-3  mol/L3.603.05C22.752.702.70
①c1合理的数值为D．（填字母标号）
A．4.20   B．4.00   C．3.50   D．2.50
②根据①中数据计算前2s内的平均反应速率v（CO2）=3.75×10-4 mol/（L．s）．
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是ab．（填字母标号）
a．2v正（CO）=v逆（N2）
b．容器中混合气体的密度保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．CO2的体积分数不变
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如如图所示：
实验
编号		T/°CNO初始浓
度/10-3mol•L-1		CO初始浓
度/10-3mol•L-1		催化剂的比
表面积/m2•g-1
①3501.205.80124
②2801.205.80124
③2801.205.8082
则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为③②①．
（4）已知：CO通入新制的银氨溶液中可生成银镜，同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体．某温度下，向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO，反应达到平衡后，将平衡混合气体通入足量新制的银氨溶液中，生成43.2g Ag，则该温度下，反应2NO（g）+2CO（g）≒2CO2（g）+N2（g）（条件为使用催化剂）的化学平衡常数K=160．
（5）CO可作燃料电池的燃气．用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得650°C下工作的燃料电池．该电池总反应方程式为2CO+O2=2CO2 则负极反应式为2CO+2CO32--4e-═4CO2．
16．下列物质的类别与官能团不相符的是①②④．
①酚类-OH②醇类-OH③酯类
④醚类
3．黑色金属材料是工业上对铁、铬和锰的统称，这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料，回答下列问题．
（1）基态铬原子有6个未成对电子；一价锰离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；晶体盐是一种配合物，化学式为Kx[Fe（CN）]Y•3H2O，该配合物中配体的化学式为CN-，与该配体互为等电子的分子有N2（举一例）．
（2）酸性KMnO4能将甲苯氧化为苯甲酸，甲苯中碳原子的杂化轨道类型为sp3；甲酸苯酚酯是苯甲酸的同分异构体，但沸点比苯甲酸低得多，其原因是苯甲酸分子间存在氢键，熔点、沸点增大；
高锰酸的结构式为它属于强（填“强”或“弱”）酸．

（3）Fe3+是H2O分解的催化剂，已知下列键能数据；
化学键H-OO-OO-O
键能/（J．mol-1） 163 142 438
①1molH2O中含α键的数目为2mol．
②2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g），该分解反应为放（填“放”或“吸”）热反应．
（4）每个金属铬晶胞中有2个Cr原子，则晶胞中Cr原子的配位数为8；其晶胞边长为αcm，则铬单质约密度为$\frac{104}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$g•cm-3（不必计算出结果）．
13．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）如图是1mol NO2和1mol CO 反应生成 CO2和NO的过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式NO2（g）+CO（g）═NO（g）+CO2（g）；△H=-234 kJ•mol-1．
（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）??2NH3（g）；△H＜0，其化学平衡常数K与T的关系如表所示：
T/℃200300400
KK1K20.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1＞K2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态依据的是c（填序号）．
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b．v正（N2）=3v逆（H2）
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应2NH3（g）??N2（g）+3H2（g）的化学平衡常数K为2．当测得NH3、N2、H2的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，则该反应的v正（N2）＞v逆（N2）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）氨气溶于水所得的溶液称为氨水．若某氨水的pH=12，则水电离出的c（OH-）=1×10-12mol•L-1，水的电离常数无影响（填“变大”、“变小”或“无影响”）；在25℃下，向浓度均为0.1mol•L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）2沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为2NH3•H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2NH4+．（已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）
20．某同学设计实验证明铜与浓硫酸能发生反应，并检验生成气体的性质，如图所示，在试管里加入2mL浓硫酸，用带导管和一个小孔的胶管塞紧，从孔中插入一根铜丝，加热，把放出的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中．
请回答下列问题：
（1）写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+2H2O+SO2↑．
（2）试管a、b分别检验生成气体的性质，写出观察到的现象及其作用．
试管a中的现象是品红溶液褪色，作用是证明二氧化硫具有漂白性．
试管b中的现象是紫色石蕊试液变红，作用是证明二氧化硫溶于水显示酸性．
17．（1）1mol某烃A与1molH2起反应生成1mol乙苯，该加成反应的化学方程式为：+H2$\stackrel{催化剂}{→}$；
烃A发生加聚反应的化学方程式为；
（2）写出60℃时1，3-丁二烯与溴1：1反应的方程式CH2=CH-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH=CH-CH2Br．
18．混凝法是净化水常用的方法，在天然水或污水中加人一定的混凝剂，可使水中的悬浮物变为沉淀而除去．下列物质中可以作为混凝剂的是  （　　）
A．氯化钠B．氯气C．小苏打D．明矾

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网