Question

【題目】氮、碳都是重要的非金屬元素，含氮、碳元素的物質在工業生產中有重要的應用．
（1）請寫出工業上由NH3制取NO的化學方程式 ．
（2）一定條件下，鐵可以和CO2發生反應：Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），已知該反應的平衡常數K與溫度T的關系如圖所示．

①該反應的逆反應是（填“吸熱”或“放熱”）反應．
②T℃、P pa壓強下，在體積為VL的容器中進行反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是 ．
A、混合氣體的平均相對分子質量不再變化；
B、容器內壓強不再變化；
C、v正（CO2）=v逆（FeO）
③T1溫度下，向體積為V L的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 反應過程中CO和CO2物質的量與時間的關系如圖乙所示．則CO2的平衡轉化率為 ， 平衡時混合氣體的密度與起始時氣體的密度之比為 ．
（3）在恒溫條件下，起始時容積均為5L的甲、乙兩密閉容器中（甲為恒容容器、乙為恒壓容器），均進行反應：N2+3H22NH3 ， 有關數據及平衡狀態特定見表．

容器	起始投入			達平衡時
甲	2mol N2	3mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同種物質的體積分數相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始時乙容器中的壓強是甲容器的倍．
（4）一定條件下，2.24L（折算為標準狀況）N2O和CO的混合氣體在點燃條件恰好完全反應，放出bkJ熱量．生成的3種產物均為大氣組成氣體，并測得反應后氣體的密度是反應前氣體密度的 倍．請寫出該反應的熱化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O
（2）放熱；A；；
（3）0.8
（4）4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=﹣60bkJ?mol﹣1
【解析】解：：（1.）氨氣在催化劑作用下加熱反應生成一氧化氮和水，反應的化學方程式為：4NH3+5O2 4NO+6H2O，所以答案是：4NH3+5O2 4NO+6H2O；
（2.）①圖象甲中平衡常數曲線隨溫度升高而增大，說明正反應為吸熱反應，逆向為放熱反應，
所以答案是：放熱；②Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），反應前后是氣體體積不變的放熱反應，
A、反應前后氣體物質的量不變，氣體質量發生變化，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，說明反應達到平衡狀態，A正確；
B、反應前后氣體體積不變，容器內壓強始終不發生變化，不能說明反應達到平衡狀態，故B錯誤；
C、氧化亞鐵是固體，不能表示反應速率，故C錯誤；
所以答案是：A；
③T1溫度下，向體積為V L的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 ， 平衡常數為2，設二氧化碳起始量為x，變化量為y，
Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g），
起始量 x 0
變化量 y y
平衡量 x﹣y y
平衡常數K= =2
=
二氧化碳轉化率= = ，
平衡時混合氣體的密度與起始時氣體的密度之比為氣體摩爾質量之比= ：44=25：33，
所以答案是： ， ；
（3.）甲、乙兩組實驗中同種物質的體積分數相同，說明達到相同的平衡狀態，乙容器體積V， = ，V=4L
甲組 N2 + 3H22NH3 ，
起始量 2 3 0
變化量 0.75 2.25 1.5
平衡量 1.25 0.75 1.5
乙組 N2 + 3H2 2NH3 ，
起始量 a b 0
變化量 0.6 1.8 1.2
平衡量 a﹣0.6 b﹣1.8 1.2
=
a=1.6mol
=
b=2.4mol
起始時乙容器中的壓強是甲容器的倍數 =0.8
為：0.8；
（4.）由于產生三種可參與大氣循環的氣體，則N2O和CO可能發生的反應只能為：NO+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2 ， 反應后氣體密度減小為反應前的 ，結合質量守恒可知，反應后氣體體積增大為反應前的 ，即增大了 體積，上述兩個反應第一個反應前后體積不變，而第二個反應2體積的N2O反應后增大為3體積的N2和O2混合氣體，因此可知在原混合氣體中有 體積的N2O直接發生了分解，而剩余 體積氣體中有 體積的N2O和 體積的CO發生了第一個反應，即混合氣體中有 mol的N2O和 mol的CO，體積比為2：1，則配平得到反應的化學方程式為；4N2O（g）+2CO（g）═4N2（g）+2CO2（g）+O2（g），2.24L（折算為標準狀況）N2O和CO的混合氣體物質的量為0.1mol，在點燃條件恰好完全反應，放出bkJ熱量，則6mol混合氣體完全燃燒放熱60bKJ，則熱化學方程式為：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 ．
【考點精析】利用化學平衡狀態本質及特征和化學平衡狀態的判斷對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．