Question

【題目】氮、碳都是重要的非金屬元素，含氮、碳元素的物質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)上由NH3制取NO的化學(xué)方程式 ．
（2）一定條件下，鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如圖所示．

①該反應(yīng)的逆反應(yīng)是（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
②T℃、P pa壓強(qiáng)下，在體積為VL的容器中進(jìn)行反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ．
A、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化；
B、容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化；
C、v正（CO2）=v逆（FeO）
③T1溫度下，向體積為V L的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 反應(yīng)過(guò)程中CO和CO2物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示．則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ， 平衡時(shí)混合氣體的密度與起始時(shí)氣體的密度之比為 ．
（3）在恒溫條件下，起始時(shí)容積均為5L的甲、乙兩密閉容器中（甲為恒容容器、乙為恒壓容器），均進(jìn)行反應(yīng)：N2+3H22NH3 ， 有關(guān)數(shù)據(jù)及平衡狀態(tài)特定見(jiàn)表．

容器	起始投入			達(dá)平衡時(shí)
甲	2mol N2	3mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始時(shí)乙容器中的壓強(qiáng)是甲容器的倍．
（4）一定條件下，2.24L（折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）N2O和CO的混合氣體在點(diǎn)燃條件恰好完全反應(yīng)，放出bkJ熱量．生成的3種產(chǎn)物均為大氣組成氣體，并測(cè)得反應(yīng)后氣體的密度是反應(yīng)前氣體密度的 倍．請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O
（2）放熱；A；；
（3）0.8
（4）4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=﹣60bkJ?mol﹣1
【解析】解：：（1.）氨氣在催化劑作用下加熱反應(yīng)生成一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH3+5O2 4NO+6H2O，所以答案是：4NH3+5O2 4NO+6H2O；
（2.）①圖象甲中平衡常數(shù)曲線隨溫度升高而增大，說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，逆向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，
所以答案是：放熱；②Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），反應(yīng)前后是氣體體積不變的放熱反應(yīng)，
A、反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；
B、反應(yīng)前后氣體體積不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不發(fā)生變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C、氧化亞鐵是固體，不能表示反應(yīng)速率，故C錯(cuò)誤；
所以答案是：A；
③T1溫度下，向體積為V L的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 平衡常數(shù)為2，設(shè)二氧化碳起始量為x，變化量為y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 x 0
變化量 y y
平衡量 x﹣y y
平衡常數(shù)K= =2
=
二氧化碳轉(zhuǎn)化率= = ，
平衡時(shí)混合氣體的密度與起始時(shí)氣體的密度之比為氣體摩爾質(zhì)量之比= ：44=25：33，
所以答案是： ， ；
（3.）甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中同種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相同，說(shuō)明達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，乙容器體積V， = ，V=4L
甲組 N2 + 3H22NH3 ，
起始量 2 3 0
變化量 0.75 2.25 1.5
平衡量 1.25 0.75 1.5
乙組 N2 + 3H2 2NH3 ，
起始量 a b 0
變化量 0.6 1.8 1.2
平衡量 a﹣0.6 b﹣1.8 1.2
=
a=1.6mol
=
b=2.4mol
起始時(shí)乙容器中的壓強(qiáng)是甲容器的倍數(shù) =0.8
為：0.8；
（4.）由于產(chǎn)生三種可參與大氣循環(huán)的氣體，則N2O和CO可能發(fā)生的反應(yīng)只能為：NO+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2 ， 反應(yīng)后氣體密度減小為反應(yīng)前的 ，結(jié)合質(zhì)量守恒可知，反應(yīng)后氣體體積增大為反應(yīng)前的 ，即增大了 體積，上述兩個(gè)反應(yīng)第一個(gè)反應(yīng)前后體積不變，而第二個(gè)反應(yīng)2體積的N2O反應(yīng)后增大為3體積的N2和O2混合氣體，因此可知在原混合氣體中有 體積的N2O直接發(fā)生了分解，而剩余 體積氣體中有 體積的N2O和 體積的CO發(fā)生了第一個(gè)反應(yīng)，即混合氣體中有 mol的N2O和 mol的CO，體積比為2：1，則配平得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為；4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g），2.24L（折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）N2O和CO的混合氣體物質(zhì)的量為0.1mol，在點(diǎn)燃條件恰好完全反應(yīng)，放出bkJ熱量，則6mol混合氣體完全燃燒放熱60bKJ，則熱化學(xué)方程式為：4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=﹣60b kJmol﹣1 ，
所以答案是：4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=﹣60b kJmol﹣1 ．
【考點(diǎn)精析】利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．