[题目]碳.氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用.请回答:(1)科学家研究利用某种催化剂.成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质.已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1②NO2NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】碳、氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答：

（1）科学家研究利用某种催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。已知：

①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1

②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1

则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=__kJ·mol1，有利于提高CO平衡转化率的条件是__（填标号）。

A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入2molNO、2molCO，达到平衡时CO的转化率是50%，其平衡常数为__。

（2）在密闭容器中充入10molCO和8molNO，发生反应，如下图为平衡时NO的体积分数与温度，压强的关系。

①由图判断，温度T1__T2（填“低于”或“高于”），理由是__？升高温度时，下列关于该反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是__填标号）。

A.K、V均增加 B.K增加，v减小

C.K减小，V增加 D.K、V均减小

②压强为20MPa、温度为T2下，若反应进行到10min达到平衡状态，容器的体积为2L，则此时CO的转化率=__，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=__，该温度下，如图所示A、B、C对应的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)从大到小的顺序为__。

③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的__点。

（3）用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图所示。

测得该反应的平衡常数与温度的关系为1gK=5.08+217.5/T，该反应是__反应(填“吸热”或“放热”)。该反应的含氮气体浓度随温度变化如图所示，则将NO转化为N2的最佳温度为__；当温度达到700K时，发生副反应的化学方程式__。

【答案】-762 B 1 低于 )该反应为放热反应，其他条件相同时，升高温度有利于反应向逆反应方向移动，图中T2对应的NO的体积分数更高，所以对应的温度也更高 C 10% 0.05mol·(L·min)1 pC(CO2)＞pB(CO2)＞pA(CO2) G 放热 600K 4NH3+5O24NO+6H2O

【解析】

(1)由①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1

②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1

结合盖斯定律可知，②×2＋③①得到反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)；有利于提高CO平衡转化率的条件根据反应是放热还是吸热、该反应气体体积缩小的角度进行分析；用“三段式”法分析反应后各物质的浓度，化学反应平衡常数K=；

(2)①该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，NO的体积分数越大；升高温度时，反应向吸热方向进行；

②用“三段式”法分析反应后各物质的浓度，计算CO的转化率和用CO2的浓度变化表示的平均反应速率；该反应是气体体积减小的反应，压强越大，平衡正向移动，p(CO2)越大；

③D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，平衡正向移动，NO的体积分数减小；

(3)1gK＝5.08＋217.5/T，可知温度越高，K越小；由图可知600K最适合将NO转化为N2，当温度达到700K时NO较多。

(1)由①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1

②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1

结合盖斯定律可知，②×2＋③①得到反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，其ΔH＝(235kJ/mol)×2＋(112kJ/mol)(＋180kJ/mol)＝762kJ/mol，则该反应是放热反应、气体体积缩小，有利于提高CO平衡转化率的条件是低温高压；某温度下，在体积为2L的容器中加入2molNO、2molCO，达到平衡时CO的转化率是50%，列“三段式”得：

化学反应平衡常数K===1；

(2)①该反应为放热反应，其他条件相同时，升高温度有利于反应向逆反应方向移动，图中T2对应的NO的体积分数更高，所以对应的温度也更高，则温度T1低于T2；升高温度时，反应向吸热方向进行，化学平衡常数减小，化学反应速率增加；

②压强为20MPa、温度为T2下，若反应进行到10min达到平衡状态，NO体积分数为40%，容器的体积为2L，设平衡时c(N2)=xmol/L，用“三段式”法分析得：

=40%，解得x=0.25，CO的转化率为=10%，v(CO2)= =0.05mol·(L·min)1；该反应是气体体积减小的反应，压强越大，平衡正向移动，p(CO2)越大，A、B、C对应的压强依次增大，则A、B、C对应的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)从大到小的顺序为pC(CO2)＞pB(CO2)＞pA(CO2)；

③D点对反应容器降温，平衡正向移动，缩小体积至体系压强增大，平衡正向移动，NO的体积分数减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的G点。

(3)lgK＝5.08＋217.5/T，可知温度越高，K越小，则正反应为放热反应；由图可知，将NO转化为N2的最佳温度为600K，当温度达到700K时，发生副反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。

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(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___________,密度______。(填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将_____(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度_____(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

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(3)某M原子的外围电子排布式为，铜与M形成的某化合物的晶胞结构如下图所示(黑点代表铜原子)。

①该晶体的化学式为__________________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于___________(填“离子”或“共价”)化合物。

③已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为____________________pm(只需写出计算式)。

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（3）写出B→C的化学方程式__。

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（5）①X的结构简式是__。

②下表研究了__对合成F的影响，合成F的较优条件为__（填编号）。

编号	离子液体X	反应温度/℃	反应时间/h	E含量/%	F含量/%
1	[BPy]BF4	45	20	90	9
2	[HMIM]PF6	35	20	5	93
3	[BMIM]BF4	25	30	0	90
4	[HMIM]BF4	35	20	38	57
5	[BMIM]BF4	25	20	0	86