Question

【题目】氮的化合物在生产、生活中广泛存在。

（1）键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表：

写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________________。

（2）用焦炭还原NO的反应为：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示：

①该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。

②乙容器在60min时达到平衡状态，则0～60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________。

（3）用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1molNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、C两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)点。

Answer 1

【答案】2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol 放热 0.01mol/(L·min) ＝ C

【解析】

（1）根据焓变=反应物总键能－生成物总键能计算1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变；

（2）①比较甲、丙的图表数据，丙的反应速率大于甲，可知丙的温度大于400℃，平衡时丙的NO浓度大于甲，所以升高温度平衡逆向移动；

②根据v=c/t计算反应速率；

（3）①A、C两点温度相同，所以平衡常数相等；

②增大压强平衡逆向移动；

③根据平衡常数表达式计算B点时该反应的压强平衡常数。

（1）根据焓变=反应物总键能－生成物总键能，1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变=193KJ/mol＋391 KJ/mol×4＋497 KJ/mol－946 KJ/mol－463 KJ/mol×4=－544 KJ/mol，所以1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是：2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol；

综上所述，本题答案是：2N2H4（g）+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),H=-544 KJ/mol。

（2）①比较甲、丙的图表数据，丙的反应速率大于甲，可知丙的温度大于400℃，平衡时丙的NO浓度大于甲，所以升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热；

综上所述，本题答案是：放热。

② 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)

起始量 2 0 0

变化量 1.2 0.6 0.6

平衡量 0.8 0.6 0.6

容器的体积为1L，所以甲中反应的平衡常数为=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)=0.6×0.6/0.8=4.5；甲乙温度相同，所以平衡常数相同，设乙装置NO的浓度变化量为xmol/L，

2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 1 0 0

变化量 x 0.5x 0.5x

平衡量 1-x 0.5x 0.5x

所以：0.5x×0.5x/(1-x)2=4.5， x=0.6，根据v=c/t，v(NO)=0.6/60=0.01mol/(L·min)；

综上所述，本题答案是：0.01mol/(L·min)。

（3）①A、C两点温度相同，所以平衡常数相等，故Kc(A)=Kc(C)；综上所述，本题答案是：＝。

②增大压强平衡逆向移动，NO2的转化率最高的是C；综上所述，本题答案是：C。