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16.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)如图是1mol NO2气体和1mol 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NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1
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=-760.3KJ/mol;
(2)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中充入20mol NO2和5mol 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)050010001500
n(NO2)(mol)2013.9610.0810.08
①写出该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{c}^{2}(N{O}_{2})•c({O}_{2})}$,已知:K3000C>K3500C,则该反应是放热反应(填“放热”或“吸热”);
②反应达到平衡后,NO2的转化率为49.6%,若要增大NO2的转化率,可采取的措施有AD
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4mol NO2和1mol O2

分析 (1)由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,根据热化学方程式书写原则进行书写;然后根据盖斯定律来解答;
(2)①化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值;温度低,化学平衡常数大,则正反应放热;
②NO2转化率为已转化的NO2物质的量与起始物质的量的百分比;增大NO2的转化率,促进反应的正向移动即可.

解答 解:(1)由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,反应热化学方程式为:
NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1
又有N2(g)+2NO2(g)?4NO(g)△H=+292.3kJ•mol-1
将2①-②可得:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)的△H=-760.3KJ/mol.
故答案为:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1;-760.3KJ/mol;
(2)①化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值,即K=$\frac{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{c}^{2}(N{O}_{2})•c({O}_{2})}$;温度低,化学平衡常数大,则正反应放热,
故答案为:$\frac{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{c}^{2}(N{O}_{2})•c({O}_{2})}$;放热;
②转化的NO2的物质的量为20mol-10.08mol=9.92mol,转化率为:$\frac{9.92mol}{20mol}$×100%=49.6%;
A、该反应为放热反应,降低温度,化学平衡向右移动,故A正确;
B、反应气体浓度不变,化学平衡不移动,故B错误;
C、再充入NO2,转化的物质的量增大,但是起始的物质的量增大较多,转化率降低,故C错误;
D、加入气体比例与原平衡NO2的转化率相同,由于加入气体后,体系压强增大,NO2的转化率增大,故D正确;
故答案为:AD.

点评 本题考查化学平衡影响因素、化学平衡的计算,题目计算量较大,难度中等,关键是构建平衡建立的等效途径,注意从正、逆不同方向建立的等效平衡转化率、反应热的关系,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

6.常温下,两种溶液①0.1mol/L NH3•H2O  ②0.1mol/L CH3COOH中:
(1)溶液①的pH> 7(填“>”、“<”或“=”),其原因是NH3•H2O?NH4++OH-
(用离子方程式表示).
(2)溶液②呈酸 性(填“酸”、“碱”或“中”).升温可以促进(填“促进”或“抑制”) CH3COOH的电离.
(3)溶液①中c(NH4+) 的大小为b(填字母).
a.等于0.1mol/L        b.小于0.1mol/L        c.大于0.1mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素,核电荷数均小于36.已知X的一种1:2型氢化物分子中既有σ键又有π键,且所有原子共平面;Z的L层上有2个未成对电子;Q原子的s能级与p能级电子数相等;R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料;T处于周期表的ds区,原子中只有一个未成对电子.
(1)Y原子核外共有7种不同运动状态的电子,基态T原子有7种不同能级的电子.
(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N(用元素符号表示).
(3)由X、Y、Z形成的离子ZXY-与XZ2互为等电子体,则ZXY-中X原子的杂化轨道类型为sp杂化.
(4)Z与R能形成化合物甲,1mol甲中含4 mol化学键,甲与氢氟酸反应,生成物的分子空间构型分别为SiF4的正四面体形、H2O为V形.
(5)G、Q、R氟化物的熔点如表,造成熔点差异的原因为NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低,Mg2+的半径比Na+的半径小,且Mg2+电荷数高,晶格能MgF2>NaF,故MgF2的熔点比NaF高.
氟化物G的氟化物Q的氟化物R的氟化物
熔点/K9931 539183
(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量,反应的离子方程式为Cu2++4NH3.H2O=[Cu(NH34]2++4H2O
(7)X单质的晶胞如图所示,一个X晶胞中有8个X原子;若X晶体的密度为ρ g•cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中最近的两个X原子之间的距离为$\frac{3}{4}$$\root{3}{\frac{12}{P{N}_{A}}}$ cm(用代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.向容积相同的五个密闭容器中,分别充入等物质的量NH3和HCl,在不同温度下,任其发生反应NH3(g)+HCl(g)?NH3Cl(s),并在相同时间测定NH4Cl的质量,如图.下列说法正确的是(  )
A.不同温度下的平衡常数K3<K4<K5
B.正反应速率:vB=vD
C.当体系气体的平均相对分子质量不再改变时,不能说明反应达到平衡状态
D.A、B、D、E点均未达到平衡状态,C点达到平衡状态

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.反应A(g)+B(g)?C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.

(1)该反应是放热反应(填“吸热”、“放热”).
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率减小(填“增大”、“减小”或“不变”),原因该反应正反应为放热反应,升高温度使平衡向逆反应方向移动.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.按要求完成下列问题:
(1)甲基的电子式(2)乙炔的结构式H-C≡C-H
(3)相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式C(CH34
(4)甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景.
(1)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol.
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
①H2的燃烧热为285.8kJ/mol.
②CH3OH(g)+O2(g)?CO(g)+2H2O(g)的反应热△H=-392.8 kJ/mol.
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有AD.(填字母)
A.CO百分含量保持不变           B.容器中H2浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变   D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等
(5)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1
能使化学反应速率加快的措施有②④(填序号).
①增加C的物质的量                ②升高反应温度
③随时吸收CO、H2转化为CH3OH       ④密闭定容容器中充入CO(g)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.同一周期X、Y、Z三种短周期元素,它们的气态氢化物的化学式分别为H2X、YH3、ZH4,下列说法不正确的是(  )
A.气态氢化物的稳定性:H2X<YH3<ZH4
B.最高价氧化物对应的水化物酸性:H2XO4>H3YO4>H2ZO3
C.元素的最高正化合价:X>Y>Z
D.元素原子的半径:X<Y<Z

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A.1L1mol•L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA
B.78g苯含有C=C双键的数目为3NA
C.常温常压下,14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
D.6.72L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.2NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.氯贝特是临床上一种降脂抗血栓药物,其结构如图所示:
它的一条合成路线如下:

提示:(图中部分反应条件及部分反应物、生成物已略去)
RCH2COOH$→_{△}^{PCl_{3}}$
R-ONa+Cl-R′$\stackrel{△}{→}$R-O-R′+NaCl(R-,R′-代表烃基)
(1)A的结构简式为(CH32CHCOOH,B中含有的含氧官能团名称为羧基
(2)要实现反应①所示的转化,加入下列物质不能达到目的是cd
a.NaOH        b.Na2CO3c.NaHCO3        d.CH3COONa
(3)反应②的反应类型为取代反应.③的化学方程式为
(4)写出由甲苯制备苯甲醛的合成路线
(合成路线常用的表示方式为:A$→_{反应条件}^{反应试剂}$B…$→_{反应条件}^{反应试剂}$目标产物)

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