Question

【題目】氮是地球上含量豐富的元素，氮及其化合物的研究在生產、生活有著重要意義。
（1）下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，寫出NO2和CO反應的熱化學方程式。

（2）已知：
N2（g）+O2（g）=2 NO（g） △H=+180 kJ·mol-1
2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g）△H=－746 kJ·mol-1
則反應CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的△H=kJ·mol-1。
（3）在一固定容積為2L的密閉容器內加人0.2 mol的N2和0.6 mol的H2 ， 在一定條件下發(fā)生如下反應。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0，若第5min時達到平衡，此時測得NH3的物質的量為0.2mol，則前5min的平均反應速率v（N2）為 ， 平衡時H2的轉化率為 ， 該反應的平衡常數(shù)K=(計算結果保留一位小數(shù))。
（4）在固定體積的密閉容器中，1.0×103kPa時，反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H <0的平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表：則K1K2（填寫“>”、“=”或“<”）

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	51	K1	K2

（5）在體積一定的密閉容器中能說明合成氨反應一定達到平衡狀態(tài)的是（填字母）
a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
b．NH3的濃度保持不變
c．容器內壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變

Answer 1

【答案】
（1）NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol-1
（2）－283
（3）0.01 molL-1min-1；50%；59.3
（4）＞
（5）b c
【解析】(1)該反應的焓變△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學方程式為：NO2(g)+CO(g)═NO(g)+CO2(g)△H=-234kJmol-1；
(2)已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1②2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJmol-1 ， 利用蓋斯定律將①× +②× 可得CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H= ×[+180kJmol-1+(-746kJmol-1)]=-283Jmol-1；
(3)

	N2(g)+	3H2(g)	2NH3(g)
起始（mol/L）	0.1	0.3	0
轉化（mol/L）	0.05	0.15	0.1
平衡（mol/L）	0.05	0.15	0.1

第5分鐘時達到平衡，測得NH3的物質的量為0.2mol，所以減小的氮氣物質的量為0.1mol，v(N2)= = =0.01mol/(Lmin)，平衡時H2的轉化率為 ×100%=50%，該反應的平衡常數(shù)K= =59.3；
(4)反應為放熱反應，生成溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，則K1＞K2；
(5)a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2，不能說明達到判斷狀態(tài)，取決于起始配料比和轉化程度，a不符合題意；
b．NH3的濃度保持不變，可說明達到平衡狀態(tài)，b符合題意；
c．容器內壓強保持不變，可說明達到平衡狀態(tài)，c符合題意；
d．因體積不變，質量不變，則混合氣體的密度保持不變，不能達到平衡狀態(tài)，d不符合題意；
所以答案是：（1）NO2(g)+CO(g)═NO(g)+CO2(g)△H=-234kJmol-1；（2）-283；（3）0.01 mol/(Lmin)；50%；59.3；（4）＞；（5）bc
【考點精析】關于本題考查的反應速率的定量表示方法和化學平衡狀態(tài)的判斷，需要了解反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t；狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能得出正確答案．