Question

4．氮元素的化合態(tài)與游離態(tài)在一定的條件下可相互轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)了自然界中的氮循環(huán)．
（1）已知有關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
④N₂ （g）+O₂ （g）═2NO （g）△H=QKJ/mol
反應(yīng)①中有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能（kJ/mol）如下：H-O鍵：463，H-N鍵：391，O=O鍵；497．則NO中的化學(xué)鍵鍵能為631.5kJ/mol，Q=+180.5．
（2）向某恒容器密閉容器中充入2.4molNH₃，3.1molO₂發(fā)生反應(yīng)：4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol；測(cè)得平衡時(shí)反應(yīng)體系中某種量值X與壓強(qiáng)p、溫度T之間的變化如圖Ⅰ所示．

①X表示NH₃的百分含量，則p₂＞p₁（填“＞”或“＜”）；b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K（b）=K（c）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②X還可以表示a（填字母）．
a．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量  b．NO的產(chǎn)率    c．△H
（3）一定溫度下，向2L某恒容器密閉容器中充入1.6molNH₃，3.3molO₂，測(cè)得NO、某種物質(zhì)a的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖Ⅱ所示．
①a物質(zhì)是NH₃，前3min內(nèi)H₂O表示的平均反應(yīng)熟慮為v（H₂O）=0.20mol/（L•min）
②該溫度下的平衡常數(shù)K=73.9．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算Q；
（2）①根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度相關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K不變；
②由圖要求壓強(qiáng)越大，X的值越大，結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素分析；
（3）①a物質(zhì)的濃度減少，說明a為反應(yīng)物，根據(jù)參與反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)比例與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知a為氨氣；反應(yīng)速率由$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比計(jì)算．

解答 解：（1）設(shè)NO中的化學(xué)鍵鍵能為x，反應(yīng)①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=12×391+5×497-4x-12×463=-905，解得x=631.5；
已知：①4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905KJ/mol
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律（①+2×②-3×③）÷2可得④N₂ （g）+O₂ （g）═2NO （g）△H=+180.5KJ/mol；
故答案為：631.5；+180.5；
（2）①反應(yīng)4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O是個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，NH₃的百分含量增大，由圖可知p₂的氨氣百分含量大故p₂＞p₁；b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度不變，故平衡常數(shù)K（b）=K（c）；
故答案為：＞；=；  
②對(duì)該反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)逆向移動(dòng)，a．混合氣體的質(zhì)量不變，逆向移動(dòng)氣體總物質(zhì)的量變小，根據(jù)$\overline{M}=\frac{m}{n}$平均摩爾質(zhì)量增大，正確；b．反應(yīng)逆向移動(dòng)，NO的產(chǎn)率減小，錯(cuò)誤；c．具體反應(yīng)4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O的△H不變，錯(cuò)誤；
故答案為：a；
（3）①a物質(zhì)的濃度減少，說明a為反應(yīng)物，由圖可知，前10min，△c（NO）：△c（a）=0.6：0.6=1：1，
則a為氨氣；前3min氨生成NO0.4mol/L，則生成的H₂O為0.6mol/L，則前3min內(nèi)H₂O表示的平均反應(yīng)速率為v（H₂O）=$\frac{0.6mol/L}{3min}$=0.20mol/（L•min）；
故答案為：NH₃；  0.20mol/（L•min）；   
②由圖可知反應(yīng)在10min平衡，向2L某恒容器密閉容器中充入1.6molNH₃，3.3molO₂，
         4NH₃（g）+5O₂ （g）?4NO（g）+6H₂O
c始：0.8               1.65           0                0
c轉(zhuǎn)：0.6              0.75           0.6             0.9
c平：0.2              0.9             0.6           0.9
則K=$\frac{0．{9}^{6}×0．{6}^{4}}{0．{2}^{4}×0．{9}^{5}}$=72.9；
故答案為：72.9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律、反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系、影響化學(xué)平衡的因素以及有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)的考查，題目難度不大，注意反應(yīng)熱的符號(hào)單位．