Question

自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO．
（1）反應需要在閃電或極高溫條件下發(fā)生，說明該反應

 

．（填字母）
A．所需的活化能很高            B．吸收的能量很多
（2）在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數(shù)K如下表：

溫度/℃	1538	1760	2404
平衡常數(shù)K	0.86×10-4	2.6×10-4	64×10-4

該反應的△H

 

0．（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）一定條件下該反應在密閉容器中達到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

 

．
A．降低溫度    B．加催化劑   C．增加壓強   D．增加O₂濃度   E．分離出一氧化氮
（4）2404℃時，在容積為1L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計算反應：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達到平衡時NO的濃度

 

．（此溫度下不考慮O₂與NO的反應，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（5）NO在科學界被譽為“明星分子”，用NO與O₂反應可以制備NO₂，NO₂是一種優(yōu)良的氧化劑．已知火箭發(fā)射時可用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化劑，這兩者反應生成N₂和H₂O（氣）．
且：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
請寫出肼與NO₂反應的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,熱化學方程式

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO，說明該反應難以進行，反應的活化能高；
（2）根據(jù)圖表中的平衡常數(shù)隨溫度變化趨勢是，溫度越高，K值越大；
（3）達到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進行，依據(jù)化學平衡與原理分析選項；
（4）依據(jù)化學平衡的三段式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)計算應用；
（5）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；

解答： 解：（1）閃電或者高溫，主要是提供能量 給N₂分子，讓其破壞變成氮原子，因此，只能說明 引發(fā)反應所需要的能量高即活化能，不能說明反應吸收的能量高；故答案為：A；
（2）在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數(shù)K隨溫度升高K值增大，所以正反應方向是吸熱反應，△H＞0，故答案為：＞；
（3）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），反應是氣體體積不變的吸熱反應，達到平衡后，要提高N₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進行，依據(jù)化學平衡與原理分析選項
A．反應是吸熱反應，降低溫度，平衡正向進行，氮氣轉(zhuǎn)化率增大，故A符合；   
B．加催化劑改變反應速率不改變化學平衡，氮氣轉(zhuǎn)化率不變，故B不符合；  
C．反應前后氣體體積不變，增加壓強，平衡不動，氮氣轉(zhuǎn)化率不變，故C不符合；  
D．增加O₂濃度平衡正向進行，氮氣轉(zhuǎn)化率增大，故D不符合；   
E．分離出一氧化氮，平衡正向進行，氮氣轉(zhuǎn)化率增大，故E符合；
故答案為：AE．
（4）2404℃時，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計算反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達到平衡時NO的濃度．此溫度下不考慮O₂與NO的反應，K=64×10^-4
依據(jù)平衡的三段式列式計算：設氮氣消耗物質(zhì)的量x則：
                 N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol）   2.6      2.6      0
變化量（mol）   x         x       2x
平衡量（mol）  2.6-x    2.6-x     2x
K=

c2(NO)

c(N2)(O2)

=

(2x)2

(2.6-x)2

=64×10^-4
解得x=0.1mol；
達到平衡時NO的濃度=

0.2mol

1L

=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
與蓋斯定律②×2-①得到肼與NO₂反應的熱化學方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；

點評：本題考查了化學耦合影響因素分析和計算，熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算應用，咋給我基礎是關鍵，題目較簡單．