氮是一种地球上含量丰富的元素,氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。(1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示
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氮是一种地球上含量丰富的元素,氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。 (1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(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 则反应CO(g) +O2(g)=CO2(g)的 △H= kJ • mol-1。 (3)在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0, 若第5分钟时达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol,平衡时H2的转化率为 。 (4)在固定体积的密闭容器中,1.0×103 kPa时,发生反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常数K与温度T的关系如下表: ① K1 K2(填写“>”、“=”或“<”) ②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是 (填字母)。 a、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2 b、NH3的浓度保持不变 c、容器内压强保持不变 d、混合气体的密度保持不变 |
答案
(1)NO2 (g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ/mol (2)—283 (3)50% (4)① > ② b c |
解析
试题分析:(1)NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=(134kJ/mol)-(368kJ/mol)="-234" kJ•mol-1;故(2)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1,②2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ•mol-1,利用盖斯定律将①×1/2+②×1/2可得CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=1/2×(+180kJ•mol-1+(-746kJ•mol-1))=-283J•mol-1; (3) N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 起始(moL/L) 0.1 0.3 0 转化(moL/L)0.05 0.15 0.1 平衡(moL/L)0.05 0.15 0.1 前5分钟的平均反应速率v(N2)="0.05mol/L/5min=0.01" mol•L-1•min-1,平衡时H2的转化率为0.15/0.3×100%=50%;(4)反应为放热反应,生成温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则K1>K2;(5)a、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能说明达到判断状态,取决于起始配料比和转化程度,故a错误;b、NH3的浓度保持不变,可说明达到平衡状态,故b正确;c、容器内压强保持不变,可说明达到平衡状态,故c正确;d、因体积不变,质量不变,则混合气体的密度保持不变,不能达到平衡状态,故d错误。 |
举一反三
氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。 (1)氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下,1 g H2完全燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量。则H2燃烧热的化学方程式为 。 (2)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol ①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。图中t1时引起平衡移动的条件可能是 其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
②温度为T ℃时,将2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为 |
知:① 2C(已s)+O2(g) =2CO(g) H= -221.0kJ/mmol ②2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) H= -483.6kJ/ol。 则制备水煤气的反应 C(s) +H2O(g) = CO(g) + H2(g)的H为A.+262.6kJ/mol | B.-131.3kJ/mol | C.-352.3kJ/mol | D.+131.3kJ/mol |
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根据以下三个热化学反应方程式:2H2S(g)+3O2(g) =2SO2(g)+2H2O(l) H= -Q1 kJ/mol; 2H2S(g)+O2(g) =2S(s) +2H2O(l) H= -Q2kJ/mol; 2H2S(g)+O2(g) =2S(s)+2H2O(g) H= -Q3kJ/mol。 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是A.Q1>Q2>Q3 | B.Q1>Q3>Q2 | C.Q3>Q2>Q1 | D.Q2>Q1>Q3 |
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依据事实,写出下列反应的热化学反应方程式。 (1)在25℃、101kPa下,1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 (2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量,则表示该反应的热化学方程式为 。 (3)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为 _________________________________________________。 (4)已知拆开1molH—H键,1molN—H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 |
(1)能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关。 已知:① Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H1="a" kJ/mol ②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) △H2="b" kJ/mol ③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3="c" kJ/mol 则C的燃烧热____________________________kJ.mol-1 (2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H2 2NH3 △H ="-92.4" kJ/mol,开始他们将N2和H2混合气体20mol (体积比1:1)充入5L合成塔中.反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中P/P0与时间t的关系如图所示。请回答下列问题:
①反应达平衡的标志是(填字母代号)_____________ A.压强保持不变 B.气体密度保持不变 C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍 ②2min时,以C(N2)变化表示的平均反应速率为___________ ③若提高N2的转化率可采取的措施有_______________ A.向体系中按体积比1:1再充入N2和H2 B.分离出NH3 C.升高温度 D.充入He气使压强增大 E.加入一定量的N2 (3)25°C时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中c(CO32-)=0.2mol/L,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol /L。 |
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