Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，近年來，綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。請(qǐng)回答下列問題：

(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝ ＋180.5 kJ/mol

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2＝－393.5 kJ/mol

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3＝－221 kJ/mol

若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)]，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：_____________。

(2)N2O5在一定條件下可發(fā)生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某溫度下恒容密閉容器中加入一定量N2O5，測(cè)得N2O5濃度隨時(shí)間的變化如下表：

t/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/(mol·L－1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反應(yīng)開始時(shí)體系壓強(qiáng)為p0，第2 min時(shí)體系壓強(qiáng)為p1，則p1∶p0＝________。2～5 min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進(jìn)行該反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。

a．NO2和O2的濃度比保持不變 b．容器中壓強(qiáng)不再變化

c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5) d．氣體的密度保持不變

(3)Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的平衡常數(shù)，即將K表達(dá)式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應(yīng)：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，該反應(yīng)中正反應(yīng)速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為________(用k正、k逆表示)。

(4)如圖是密閉反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，合成NH3NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

①曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是________。

②M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率是________。

(5)常溫下，聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的電離平衡常數(shù)值_______________。(已知：N2H4+H+ N2H5+的K＝8.7×107 Kw＝1.0×10-14)

Answer 1

【答案】2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1 7∶4(或1.75∶1) 0.22 mol·L－1·min－1 b k正/k逆 200 ℃ 75% 8.7×10-7

【解析】

根據(jù)題意可知，本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，勒夏特列原理分析。

（1）若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為，發(fā)生的反應(yīng)為2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H，根據(jù)蓋斯定律，△H=2△H2-△H2-△H1=-746.5kJ/mol

故答案為：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1；

（2）①相同條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比：

反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以p1∶p0＝（0.5+1.0+0.25）mol：1.00mol=1.75：1, 2～5 min內(nèi),，根據(jù)同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得，NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v(NO2)=2v(N2O5)=0.22 mol/(L·min),

故答案為：7∶4(或1.75∶1) ；0.22 mol·L－1·min－1；

②a. NO2和O2的濃度比始終都不變，不能確定反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

b.該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)為變量，容器中壓強(qiáng)不再變化，說明各組反應(yīng)的濃度不再變化，反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B正確；

c. v正(NO2)＝2v逆(N2O5)才表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，2v正(NO2)＝v逆(N2O5)時(shí)該反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

d.該反應(yīng)前后都是氣體，氣體總質(zhì)量、氣體體積為定值，則密度為定值，不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故答案為：b；

（3）N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) △H=+24.4 kJ·mol－1，

，上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p（N2O4），逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2（NO2），

其中k逆、k正為速率常數(shù)，則。

故答案為：；

（4）①合成氨反應(yīng)放熱，溫度越低氨氣的百分含量越高，所以，曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是200 ℃；

故答案為：200 ℃；

②根據(jù)題意，M點(diǎn)時(shí)：，解得x=,則H2的轉(zhuǎn)化率為，

故答案為：75%；

(5) 由已知條件可知聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的電離平衡常數(shù)值Ka=K·Kw=8.7×10-7，

故答案為：8.7×10-7。