题目内容
氮是植物生长的必需元素，固氮是科学家致力研究的重要课题，围绕固氮人们进行了一系列的研究．
（1）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO．在不同温
度下，反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=a kJ?mol-1的平衡常数K如下：
该反应的△H 0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：
N2（g）+O2（g）?2NO（g）达到平衡时N2的浓度为 ．（此温度下不考虑O2与NO的反应）
（3）如图是工业上应用合成氨的反应人工固氮，N2与H2反应过程中能量变化的示意图，则该反应生成液态氨的热化学方程式是 ．
（4）、若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.0kJ/mol的热量．从手册上查出N≡N键的键能是946.0kJ/mol，H-H键的键能是436.0kJ/mol，则N-H键的键能是 kJ/mol．
（5）在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料，发生反应：
3H2 （g）+N2（g） 2NH3（g），测得甲容器中H2的转化率为40%．
①、判断乙容器中反应进行的方向 ．（填“正向”或“逆向”）
②、达平衡时，甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数大小顺序为 ．
（1）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO．在不同温
度下，反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=a kJ?mol-1的平衡常数K如下：
| 温度/℃ | 1538 | 1760 | 2404 |
| 平衡常数K | 0.86×10-4 | 2.6×10-4 | 64×10-4 |
（2）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：
N2（g）+O2（g）?2NO（g）达到平衡时N2的浓度为
（3）如图是工业上应用合成氨的反应人工固氮，N2与H2反应过程中能量变化的示意图，则该反应生成液态氨的热化学方程式是
（4）、若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.0kJ/mol的热量．从手册上查出N≡N键的键能是946.0kJ/mol，H-H键的键能是436.0kJ/mol，则N-H键的键能是
（5）在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料，发生反应：
3H2 （g）+N2（g） 2NH3（g），测得甲容器中H2的转化率为40%．
| N2 | H2 | NH3 | |
| 甲 | 1 | 3 | 0 |
| 乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
| 丙 | 0 | 0 | 4 |
②、达平衡时，甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数大小顺序为
考点：化学平衡的计算,反应热和焓变
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析：（1）依据图表数据分析平衡常数随温度升高增大，说明平衡正向进行，正反应是吸热反应；
（2）依据化学平衡常数概念结合化学平衡三段式列式计算；
（3）依据图象分析反应焓变=断裂化学键吸收能量，形成化学键放出热量，结合图象变化写出热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）依据反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算；
（5）①甲、乙是完全等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，根据甲中氢气的转化率计算平衡时氢气的物质的量，与乙中氢气的物质的量比较，判断反应进行方向；
②甲、乙是完全等效平衡，平衡时NH3的体积分数相等，丙相当于在甲平衡的基础上，再加入1molN2、3molH2，压强增大平衡向正反应方向移动，据此解答．
（2）依据化学平衡常数概念结合化学平衡三段式列式计算；
（3）依据图象分析反应焓变=断裂化学键吸收能量，形成化学键放出热量，结合图象变化写出热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）依据反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算；
（5）①甲、乙是完全等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，根据甲中氢气的转化率计算平衡时氢气的物质的量，与乙中氢气的物质的量比较，判断反应进行方向；
②甲、乙是完全等效平衡，平衡时NH3的体积分数相等，丙相当于在甲平衡的基础上，再加入1molN2、3molH2，压强增大平衡向正反应方向移动，据此解答．
解答：
解：（1）在不同温度下，反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）的平衡常数K随温度升高K值增大，所以正反应方向是吸热反应，△H＞0，故答案为：＞；
（2）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）达到平衡时NO的浓度．此温度下不考虑O2与NO的反应，K=64×10-4，设氮气消耗物质的量x，则：
N2（g）+O2（g）?2NO（g）
起始量（mol） 2.6 2.6 0
变化量（mol） x x 2x
平衡量（mol） 2.6-x 2.6-x 2x
K=
=
=64×10-4
解得x=0.1mol；
达到平衡时NO的浓度=
=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L；
（3）依据图象分析反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，结合盖斯定律计算得到所需热化学方程式：
N2（g）+
H2（g）=NH3（g）△H=（a-b）KJ/mol
NH3（g）=NH3（l）△H=-cKJ/mol；
两式相加得到：
N2（g）+
H2（g）=NH3（l）△H=（a-b-c）KJ/mol；
故答案为：
N2（g）+
H2（g）=NH3（l）△H=（a-b-c）KJ/mol；
（4）若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.0kJ/mol的热量，反应的热化学方程式为：
N2（g）+
H2（g）=NH3（g）△H=-46.0KJ/mol；
从手册上查出N≡N键的键能是946.0kJ/mol，H-H键的键能是436.0kJ/mol，设N-H键的键能是x得到；
△H=
×946.0kJ/mol+
×436.0kJ/mol-3x=-46KJ/mol，
x=391KJ/mol；
故答案为：391；
（5）①甲、乙是完全等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，平衡时甲容器中H2的转化率为40%，则平衡时氢气的物质的量为3mol×（1-40%）=1.8mol，乙中氢气为1.5mol，小于1.8mol，则乙容器中反应进行的方向是逆向，
故答案为：逆向；
②甲、乙是完全等效平衡，平衡时NH3的体积分数相等，丙相当于在甲平衡的基础上，再加入1molN2、3molH2，压强增大平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，故体积分数：丙＞甲=乙，
故答案为：丙＞甲=乙．
（2）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）达到平衡时NO的浓度．此温度下不考虑O2与NO的反应，K=64×10-4，设氮气消耗物质的量x，则：
N2（g）+O2（g）?2NO（g）
起始量（mol） 2.6 2.6 0
变化量（mol） x x 2x
平衡量（mol） 2.6-x 2.6-x 2x
K=
| c2(NO) |
| c(N2)c(O2) |
| (2x)2 |
| (2.6-x)2 |
解得x=0.1mol；
达到平衡时NO的浓度=
| 0.2mol |
| 1L |
故答案为：0.2mol/L；
（3）依据图象分析反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，结合盖斯定律计算得到所需热化学方程式：
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
NH3（g）=NH3（l）△H=-cKJ/mol；
两式相加得到：
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
故答案为：
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
（4）若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.0kJ/mol的热量，反应的热化学方程式为：
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
从手册上查出N≡N键的键能是946.0kJ/mol，H-H键的键能是436.0kJ/mol，设N-H键的键能是x得到；
△H=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
x=391KJ/mol；
故答案为：391；
（5）①甲、乙是完全等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，平衡时甲容器中H2的转化率为40%，则平衡时氢气的物质的量为3mol×（1-40%）=1.8mol，乙中氢气为1.5mol，小于1.8mol，则乙容器中反应进行的方向是逆向，
故答案为：逆向；
②甲、乙是完全等效平衡，平衡时NH3的体积分数相等，丙相当于在甲平衡的基础上，再加入1molN2、3molH2，压强增大平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，故体积分数：丙＞甲=乙，
故答案为：丙＞甲=乙．
点评：本题考查了化学平衡常数的含义、计算，应用条件判断，热化学方程式和盖斯定律的计算应用，反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，图象分析判断是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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