Question

【題目】氮的化合物在生產(chǎn)、生活中廣泛存在。

(1)鍵能是將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子A和B所需的能量。部分化學(xué)鍵的鍵能如下表：

化學(xué)鍵	N≡N	O=O	N-N	N-H	O-H
鍵能/kJmol-1	946	497	193	391	463

寫出1mol氣態(tài)肼(H2N-NH2)燃燒生成氮?dú)夂退�蒸氣的熱化學(xué)方程式________________。

(2)用焦炭還原NO的反應(yīng)為：2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫(反應(yīng)溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	10	20	30	40
n(NO)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)(乙容器)/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n(NO) (丙容器/span>)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①該反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

②乙容器在60min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～60min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率υ(NO)=____________。

(3)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生該反應(yīng)，測得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

①A、C兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。

Answer 1

【答案】N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-544 kJ/mol 放熱 0.01mol/(L·min) ＝ C

【解析】

(1)用H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計(jì)算。

(2)根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；先依據(jù)等效平衡判斷乙容器平衡時(shí)NO物質(zhì)的量，再根據(jù)υ=計(jì)算。

(3)根據(jù)影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響分析作答。

(1)反應(yīng)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=4×391kJ/mol+193kJ/mol+497kJ/mol-(946kJ/mol+4×463kJ/mol)=-544kJ/mol，答案為：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-544 kJ/mol。

(2)①甲容器和丙容器起始加入的NO物質(zhì)的量相等，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，丙容器先達(dá)到平衡狀態(tài)，則丙容器中反應(yīng)速率比甲容器中快，T>400；平衡時(shí)甲容器中NO物質(zhì)的量為0.80mol，丙容器中NO物質(zhì)的量為1.00mol，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，答案為：放熱。

②甲容器和乙容器的溫度、容積相同，乙容器中起始加入的NO物質(zhì)的量是甲容器的，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，則乙容器與甲容器為恒溫恒容下的比例等效平衡，甲容器平衡時(shí)NO物質(zhì)的量為0.80mol，則乙容器平衡時(shí)NO物質(zhì)的量為0.40mol；乙容器在60min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～60min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率υ(NO)==0.01mol/(L·min)，答案為：0.01mol/(L·min)。

(3)①濃度平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，A和C的溫度相同，故Kc(A)= Kc(C)，答案為：=。

②反應(yīng)2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率減小，故A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是C點(diǎn)，答案為：C。