Question

（6分）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N₂与O₂反应生成NO。

（1）在不同温度下，反应N₂(g)＋O₂(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol^－1的平衡常数K如下表：

温度/℃	1538	1760	2404
平衡常数K	0.86×10－4	2.6×10－4	64×10－4

       该反应的△H    0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

(2)2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6molN₂和2.6mol O₂，计算反应：

N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)达到平衡时N₂的浓度为         。（此温度下不考虑O₂与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）

(3)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压光照条件下，N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。相应的热化学方程式如下：

2N₂(g)＋6H₂O(1)＝4NH₃ (g)＋3O₂(g)   DH＝＋1530kJ·mol^－1

  则氨催化氧化反应4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(1)的反应热DH＝         。  （用含a的代数式表示）

 

Answer 1

（1）＞  (2)2.5mol/L   （3）（2a-1530)kJ·mol^－

解析:（1）根据表中数据可知，升高温度，平衡常数增大，所以反应是吸热反应，即△H＞0.

（2）                     N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)

起始量（mol）             2.6   2.6        0

转化量（mol）              x     x         2x

平衡量（mol）           2.6-x  2.6-x       2x

根据该温度下的平衡常数可知

解得x＝0.1mol，所以平衡时氮气的浓度为

（3）考查盖斯定律的应用。将反应①N₂(g)＋O₂(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol^－1和反应②2N₂(g)＋6H₂O(1)＝4NH₃ (g)＋3O₂(g)    DH＝＋1530kJ·mol^－1叠加，即①×2－②得到4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(1)，所以其反应热是（2a－1530)kJ·mol^－。