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氮是地球上含量丰富的—种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
减少N 的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

(1)上图是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式________________________________________;
又知:N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的△H=_______________;
(2)一定温度下,在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应:4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知体系中n(NO2)随时间变化加下表:
t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①写出该反应的平衡常数表达式:K=__________,己知:K300>K350,则该反应是______热反应。
②反应达到平衡后,NO2的转化率为________________,此时若再通入一定量氮气,则NO2的转化率将___________(填“增大”、“减小”、“不变”);
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是____,用O2表示从0~500 s内该反应的平均速率v=________。
(1)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol(2分);-760.3 kJ/mol(2分)
(2)①K=(2分);放(1分) ②49.6%(2分);不变(1分)
③c(2分);1.51×10-3mol/(L·s)-1(2分)

试题分析: (1)根据图像可知,1molNO2和1mol CO所具有的总能量高于1molCO2和1molNO所具有的总能量,因此该反应是放热反应,反应热△H=134 kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,所以该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol。已知①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol;③NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol,则根据盖斯定律可知,②-①+③×2即得到反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g),所以该反应的反应热△H=-112.3kJ/mol-180kJ/mol-234kJ/mol×2=-760.3 kJ/mol。
(2)①化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=。己知:K300>K350,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以该反应是放热反应。
②根据表中数据可知,反应进行到1000s时,NO2的物质的量不再发生变化。此时NO2的物质的量是10.08mol,则反应中消耗NO2的物质的量是20mol-10.08mol=9.92mol,反应达到平衡后,NO2的转化率为×100%=49.6%。平衡时若再通入一定量氮气,压强增大,但由于物质的浓度不变,因此平衡不移动,则NO2的转化率不变。
③N2O5是生成物,根据方程式可知,平衡时生成N2O5的物质的量是9.92mol÷2=4.96mol,其浓度是4.96mol÷2L=2.48mol/L,所以符合条件的曲线是c;根据表中数据可知,反应进行到500s时消耗NO2的物质的量是20mol-13.96mol=6.04mol,则根据方程式可知,消耗氧气的物质的量是6.04mol÷4=1.51mol,其浓度是1.51mol÷2L=0.755mol/L,所以用O2表示从0~500 s内该反应的平均速率v=0.755mol/L÷500s=1.51×10-3mol/(L·s)-1
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+489.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ·mol1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol1
则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的ΔH为(  )
A.+1 164.1 kJ·mol1   B.-1 641.0 kJ·mol1
C.-259.7 kJ·mol1D.-519.4 kJ·mol1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)??2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=a kJ·mol-1
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。则a=________。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K=________,温度升高后,K值________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T ℃时,该反应的平衡常数K=64,在2 L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________(填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.增加Fe2O3的量,可以提高CO的转化率
c.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________(填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是________(填名称)。

(5)25 ℃时有关物质的溶度积如下:Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39。25 ℃时,向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2)∶c(Fe3)=________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

已知:H2A的A2可表示S2-、SO42、SO32、SiO32或CO32
(1)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如下图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2)。请根据图示填空:

①当V(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:________。
②等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水________(填“大”、“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入_______________________________________________________。
(2)有关H2A的钠盐的热化学方程式如下:
①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g)    ΔH1=+1 011.0 kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)    ΔH2=-221.0 kJ·mol-1
则反应③Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g) ΔH3=________ kJ·mol-1。工业上制备Na2S时往往还要加入过量的碳,同时还要通入空气,目的有两个,其一是利用碳与氧气反应放出的热,维持反应③所需温度;其二是________________________________________。
(3)若H2A为硫酸:t ℃时,pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数KW=________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知25 ℃、101 kPa时,1 mol H2与溴蒸气完全反应生成气态溴化氢放出能量Q kJ,则下列热化学方程式书写正确的是   (  )。
A.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-2Q kJ·mol1
B.H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)  ΔH=-Q kJ·mol1
C.H2(g)+Br2(g)=HBr(g)ΔH=+kJ·mol1
D.HBr(g)=H2(g)+Br2(g)ΔH=+kJ·mol1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
 
(1)上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:                                     
已知:N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g)  △H=+292.3kJ·mol—1
则反应: 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H=         
(2)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应: 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g);已知体系中n(NO2)随时间变化如下表:
t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①写出该反应的平衡常数表达式:K=            ,已知:K3000C>K3500C,则该反应是         反应(填“放热”或“吸热”);
②反应达到平衡后,NO2的转化率为       ,若要增大NO2的转化率,可采取的措施有         
A.降低温度
B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入NO2
D.再充入4 mol NO2和1 mol O2
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是        ,用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v=              

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

工业上制备 BaC12 的工艺流程图如图所示:

某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:

(1)反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H =         kJ/mol
(2)过滤过程中需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是                               
(3)盐酸溶解焙烧的固体后,产生的气体用过量 NaOH 溶液吸收,得到硫化钠溶液。 Na2S 水解的离子方程式为                                            
(4)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时, =         。[已知:
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知下列热化学方程式:
2Zn(s)+O2(g) = 2ZnO(s) ΔH=-702.2 kJ·mol-1
Hg(l)+1/2O2(g) = HgO(s) ΔH=-90.7 kJ·mol-1
由此可知Zn(s)+HgO(s) = ZnO(s)+Hg(l)的反应热ΔH为(     )
A.-260.4 kJ·mol-1B.+260.4 kJ·mol-1
C.-611.5 kJ·mol-1D.+520.8 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为            
(2)科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料。

①在KOH介质中,负极的电极反应式为_________________________________。
②作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得。则KOH在_______出口得到,阳极的电极反应式是:_____________________________________。
(3)利用CO与H2反应可合成CH3OCH3
已知:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是           .
A.低温高压;B.加入催化剂;C.体积不变充入氦气;D.增加CO的浓度;E.分离出二甲醚
(4)CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反应2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g),在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH ,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min内反应速率v(CH3OH) =               
②该温度下的平衡常数为              
③若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,此时正、逆反应速率的大小:
v        v (填“>”、“<”或“=”)。

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