Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
請(qǐng)回答：①寫出常溫下，固體單質(zhì)C與氣體O₂反應(yīng)生成CO氣體的熱化學(xué)方程式

 

，
②若24gC單質(zhì)與一定量的O₂充分反應(yīng)后，放出了362.5kJ熱量，則所得各產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）合成氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活中有著重要作用．請(qǐng)根據(jù)下列要求回答問題：
①如圖是N₂與H₂反應(yīng)生成2molNH₃過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，在反應(yīng)過程中不再添加任何反應(yīng)物前提下，若要進(jìn)一步提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率，可采用

 

方法．
②某溫度下，將2mol N₂與6mol H₂的混合氣體通入體積為2L的密閉容器中充分反應(yīng)，平衡時(shí)生成物的體積分?jǐn)?shù)為

1

3

，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．若在該平衡混合氣中再充入1molN₂與1mol NH₃，平衡

 

移動(dòng)（填“不”、“向正反應(yīng)方向”或“向逆反應(yīng)方向”）．
③工業(yè)合成氨需要的反應(yīng)條件高且產(chǎn)量低，有化學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性陶瓷（僅能傳遞H⁺）實(shí)現(xiàn)電化學(xué)合成，從而大大提高了氮?dú)馀c氫氣的轉(zhuǎn)化率．則N₂與H₂在電化學(xué)合成氨過程中，正極反應(yīng)式為

 

．
④工業(yè)廢氣中的氮氧化物常用氨氣處理使其轉(zhuǎn)化為無毒的N₂，現(xiàn)有NO與NO₂混合氣體3.0L與3.4L（同溫同壓下）NH₃反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，則原混合氣體中NO與NO₂的體積比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,氮族元素

分析：（1）①利用蓋斯定律計(jì)算；
②若24gC單質(zhì)與一定量的O₂充分反應(yīng)后，放出了362.5kJ熱量，說明碳沒有完全燃燒，生成CO和CO₂，利用熱化學(xué)方程式計(jì)算；
（2）①反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H=E₁-E₂，提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
②利用三段式計(jì)算法，計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù)；根據(jù)濃度冪之積與平衡常數(shù)比較，可判斷平衡移動(dòng)的方向；
③原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)獗贿�原；
④根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算物質(zhì)的體積之比．

解答： 解：（1）①已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律①-②×

1

2

得到：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5KJ/mol，
故答案為：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5KJ/mol；
②若24gC單質(zhì)與一定量的O₂充分反應(yīng)后，放出了362.5kJ熱量，說明碳沒有完全燃燒，生成CO和CO₂，設(shè)生成xmolCO₂，ymolCO，
則

x+y= 24 12 393.5x+110.5y=362.5

，
解之得x=0.5，y=1.5，則x：y=1：3，
故答案為：1：3；
（2）①反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H=E₁-E₂，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=（335-427.2）kJ/mol=-92.2kJ/mol，
提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可降溫或及時(shí)液化并分離出NH₃，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；降溫或及時(shí)液化并分離出NH₃；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）   2        6        0
轉(zhuǎn)化（mol）   x        3x       2x
平衡（mol）  2-x      6-3x      2x

2x

2-x+6-3x+2x

=

1

3

，
x=1，
則平衡時(shí)n（N₂）=0.5mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，c（NH₃）=1mol/L，
k=

12

0.5×1．53

=

16

27

，
若在該平衡混合氣中再充入1molN₂與1mol NH₃，此時(shí)n（N₂）=1mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，c（NH₃）=1.5mol/L，
Q_c=

1．52

1×1．53

=

2

3

＞

16

27

，
則平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：

16

27

；向逆反應(yīng)方向；
③原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)獗贿�原，電極方程式為N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
④可氮的氧化物的平均化學(xué)式為3NO_x，
3NO_x+2xNH₃=

3+2x

2

N₂+3xH₂O，
3     2x
3.0L  3.4L
所以x=1.7
故氮氧化物的分子式為NO_1.7，平均相對(duì)分子質(zhì)量為41.2，根據(jù)氮氧化物的平均化學(xué)式計(jì)算NO₂與NO的體積比，
，所以一氧化氮和二氧化氮的體積比為4.8：11.2=3：7，
故答案為：3：7．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)與能量、原電池以及化學(xué)平衡的計(jì)算等問題，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高考高頻考點(diǎn)，注意電極方程式的書寫，為易錯(cuò)點(diǎn)，把握平衡移動(dòng)的相關(guān)計(jì)算，為考試熱點(diǎn)．