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、生活中有著重要意義。

（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=+178 kJ·mol-1

2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g）△H=-743kJ·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的密閉容器內加入1.5 mol的N2和5 mol的H2，在一定條件下發生如下反應：N2+3H22NH3，若第5分鐘時達到平衡，此時測得NH3的物質的量為2mol，則前5分鐘的平均反應速率υ（N2）為_________，平衡時H2的轉化率為_________，該反應的平衡常數K=__________。

（4）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的是_____；在壓強一定的密閉容器中能說明合成氨反應一定達到平衡狀態的是_____

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】 NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol-1 -282.5 0. 1 molL-1min-1 60% 4 bc bd

【解析】（1）反應NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2。

（2）應用蓋斯定律解答。

（3）用三段式，化學反應速率、轉化率和化學平衡常數的表達式計算。

（4）根據化學平衡狀態的本質標志和特征標志判斷。

（1）反應NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，NO2和CO反應的熱化學方程式為NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=-234kJ/mol。

（2）對反應編號，N2（g+O2（g）=2NO（g） ΔH=+178 kJ·mol-1（①式）

2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g） ΔH=-743kJ·mol-1（②式）

應用蓋斯定律，將（①式+②式）2得，CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）ΔH=[（+178kJ/mol）+（-743kJ/mol）]2=-282.5kJ/mol。

（3）用三段式， N2 + 3H2 2NH3

c（起始）（mol/L） 0.75 2.5 0

c（轉化）（mol/L） 0.5 1.5 1

c（平衡）（mol/L） 0.25 1 1

前5分鐘的平均反應速率υ（N2）===0.1mol/（L·min）。平衡時H2的轉化率α（H2）=100%=60%。該反應的平衡常數K===4。

（4）在體積一定的密閉容器中，a項，達到平衡時各物質的濃度不再變化，但不一定等于化學計量數之比，容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2不能說明反應一定達到平衡狀態；b項，NH3的濃度保持不變能說明反應達到平衡狀態；c項，該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，建立平衡過程中氣體分子物質的量減小，在恒溫恒容容器中容器內壓強減小，達到平衡時氣體分子物質的量不變，容器內壓強不變，容器內壓強保持不變能說明反應達到平衡狀態；d項，根據質量守恒定律，混合氣體的總質量始終不變，容器的體積一定，混合氣體的密度始終不變，混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態；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的是bc，答案選bc。

在壓強一定的密閉容器中，a項，達到平衡時各物質的濃度不再變化，但不一定等于化學計量數之比，容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2不能說明反應一定達到平衡狀態；b項，NH3的濃度保持不變能說明反應達到平衡狀態；c項，壓強一定的容器中，容器內壓強始終不變，容器內壓強保持不變不能說明反應達到平衡狀態；d項，根據質量守恒定律，混合氣體的總質量始終不變，該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，建立平衡過程中氣體分子物質的量減小，在恒溫恒壓容器中容器體積減小，混合氣體的密度增大，達到平衡時氣體分子物質的量不變，容器體積不變，混合氣體的密度不變，混合氣體的密度保持不變能說明反應達到平衡狀態；在壓強一定的密閉容器中能說明合成氨反應一定達到平衡狀態的是bd，答案選bd。