Question

利用N₂和H₂可以實(shí)現(xiàn)NH₃的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
若有17g 氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為

226.3kJ

．
（2）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反應(yīng)的影響．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）
①圖象中T₂和T₁的關(guān)系是：T₂

低于

T₁（填“高于”“低于”“等于”“無(wú)法確定”）
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N₂的轉(zhuǎn)化率最高的是

c

（填字母）．
（3）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應(yīng)：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）△H＞0．下表為反應(yīng)在T₁溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

t/s	0	500	1000
c（N2O5）/mol?L-1	5.00	3.52	2.48

則500s內(nèi)NO₂的平均生成速率為

0.00592mol?L^-1?s^-1

．
能判斷上述反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是

abd

（填寫序號(hào)）
a．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                  b．單位時(shí)間內(nèi)每生成2mol NO₂，同時(shí)生成1mol N₂O₅
c．容器內(nèi)氣體密度保持不變              d．NO₂ 與N₂O₅物質(zhì)的量比例保持不變．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來(lái)求反應(yīng)的焓變，然后根據(jù)反應(yīng)放出的熱量與物質(zhì)的量成正比；
（2）①根據(jù)溫度升高化學(xué)平衡向著吸熱方向進(jìn)行；
②根據(jù)增加氫氣的物質(zhì)的量化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）500s，c（N₂O₅）變化量為5.00-3.52=1.48mol/L，結(jié)合v=

△c

△t

計(jì)算；利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的物理量來(lái)判斷平衡．

解答：解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
②N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol，
由蓋斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=905.2kJ/mol；     
則17g 即1mol氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為

1

4

×905.2kJ=226.3kJ，
故答案為：226.3kJ；   
（2）①反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高化學(xué)平衡向著吸熱方向進(jìn)行，從T₁到T₂反應(yīng)物氮?dú)獾牧吭黾�，故T₁＜T₂，故答案為：低于；
 ②b點(diǎn)代表平衡狀態(tài)，c點(diǎn)又加入了氫氣，故平衡向右移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，故答案為：c；
（3）500s，c（N₂O₅）變化量為5.00-3.52=1.48mol/L，則v（N₂O₅）=

△c

△t

=

1.48mol/L

500s

=0.00296mol?L^-1?s^-1，由速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，v（NO₂）=0.00296mol?L^-1?s^-1×2=0.00592 mol?L^-1?s^-1；
a．該反應(yīng)為體積不等的反應(yīng)，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到平衡，故選；
b．單位時(shí)間內(nèi)每生成2mol NO₂，同時(shí)生成1mol N₂O₅，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡，故選；
c．恒容密閉容器，氣體質(zhì)量不變，容器內(nèi)氣體密度始終保持不變，不能判定平衡狀態(tài)，故不選；
d．NO₂與N₂O₅物質(zhì)的量比例保持不變，物質(zhì)的量不再變化，達(dá)到平衡，故選；
故答案為：0.00592 mol?L^-1?s^-1；abd．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡的影響、平衡的判斷等，題目難度中等，注重高考�？键c(diǎn)的考查，注意圖象和表格中數(shù)據(jù)的分析．