Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2mol N₂和8mol H₂并發(fā)生反應(yīng)．10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為______．若想提高氨氣的產(chǎn)率，根據(jù)化學(xué)平衡移動原理，提出合理的建議（寫出一條即可）______．
（2）如圖是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應(yīng)生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）過程中能量變化示意圖，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______．
（3）在容積恒定的密閉容器中，進行如下反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	398	498
平衡常數(shù)K	K1	K2

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K=______；
②試判斷K₁______K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）；
③NH₃（g）燃燒的方程式為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
請計算NH₃（g）的燃燒熱______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)氨氣的濃度計算氮氣的濃度變化量，氮氣的轉(zhuǎn)化率=×100%；
提高氨氣的產(chǎn)率，可以改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動；
（2）根據(jù)能量變化圖，反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能；
（1）①平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積，據(jù)此書寫；
②該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減�。�
③根據(jù)蓋斯定律構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，據(jù)此計算燃燒熱，注意氨氣的系數(shù)為1，生成的水為液態(tài)．
解答：解：（1）10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，則氮氣的濃度變化量為0.4mol/L×=0.2mol/L，故氮氣的轉(zhuǎn)化率=×100%=10%；
增大反應(yīng)物濃度，降低溫度，增大壓強，或及時轉(zhuǎn)移走生成的氨，都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動，氨氣的產(chǎn)率提高，
故答案為：10%；增大反應(yīng)物濃度（或降低溫度，或增大壓強，或及時轉(zhuǎn)移走生成的氨）；
（2）該反應(yīng)的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（3）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)表達式k=，
故答案為：；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
③NH₃（g）燃燒的方程式為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
根據(jù)蓋斯定律，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，
故氨氣的燃燒熱為=282.8kJ/mol，
故答案為：282.8kJ/mol．
點評：本題主要考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)，反應(yīng)熱的計算等，難度中等，（3）中燃燒熱的計算為易錯點，學(xué)生容易根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱，忽略燃燒熱．