Question

【题目】氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用．
（1）请写出工业上由NH3制取NO的化学方程式 ．
（2）一定条件下，铁可以和CO2发生反应：Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示．

①该反应的逆反应是（填“吸热”或“放热”）反应．
②T℃、P pa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 ．
A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；
B、容器内压强不再变化；
C、v正（CO2）=v逆（FeO）
③T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2 ， 反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示．则CO2的平衡转化率为 ， 平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为 ．
（3）在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进行反应：N2+3H22NH3 ， 有关数据及平衡状态特定见表．

容器	起始投入			达平衡时
甲	2mol N2	3mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同种物质的体积分数相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始时乙容器中的压强是甲容器的倍．
（4）一定条件下，2.24L（折算为标准状况）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量．生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的 倍．请写出该反应的热化学方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O
（2）放热；A；；
（3）0.8
（4）4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=﹣60bkJ?mol﹣1
【解析】解：：（1.）氨气在催化剂作用下加热反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O2 4NO+6H2O，所以答案是：4NH3+5O2 4NO+6H2O；
（2.）①图象甲中平衡常数曲线随温度升高而增大，说明正反应为吸热反应，逆向为放热反应，
所以答案是：放热；②Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），反应前后是气体体积不变的放热反应，
A、反应前后气体物质的量不变，气体质量发生变化，混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡状态，A正确；
B、反应前后气体体积不变，容器内压强始终不发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C、氧化亚铁是固体，不能表示反应速率，故C错误；
所以答案是：A；
③T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2 ， 平衡常数为2，设二氧化碳起始量为x，变化量为y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 x 0
变化量 y y
平衡量 x﹣y y
平衡常数K= =2
=
二氧化碳转化率= = ，
平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为气体摩尔质量之比= ：44=25：33，
所以答案是： ， ；
（3.）甲、乙两组实验中同种物质的体积分数相同，说明达到相同的平衡状态，乙容器体积V， = ，V=4L
甲组 N2 + 3H22NH3 ，
起始量 2 3 0
变化量 0.75 2.25 1.5
平衡量 1.25 0.75 1.5
乙组 N2 + 3H2 2NH3 ，
起始量 a b 0
变化量 0.6 1.8 1.2
平衡量 a﹣0.6 b﹣1.8 1.2
=
a=1.6mol
=
b=2.4mol
起始时乙容器中的压强是甲容器的倍数 =0.8
为：0.8；
（4.）由于产生三种可参与大气循环的气体，则N2O和CO可能发生的反应只能为：NO+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2 ， 反应后气体密度减小为反应前的 ，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的 ，即增大了 体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有 体积的N2O直接发生了分解，而剩余 体积气体中有 体积的N2O和 体积的CO发生了第一个反应，即混合气体中有 mol的N2O和 mol的CO，体积比为2：1，则配平得到反应的化学方程式为；4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g），2.24L（折算为标准状况）N2O和CO的混合气体物质的量为0.1mol，在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量，则6mol混合气体完全燃烧放热60bKJ，则热化学方程式为：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 ．
【考点精析】利用化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断对题目进行判断即可得到答案，需要熟知化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．