Question

【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。

（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·molˉl

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=―393.5 kJ·molˉl

2C(s)+O 2(g)=2CO(g) △H=―221kJ·molˉl 若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ______________________________。

（2）N2O5在一定條件下可發(fā)生分解：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)。某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如下表：

① 反應(yīng)開始時體系壓強為P0，第3.00 min時體系壓強為p1，則p1：p0＝ _____________；2.00min~5.00 min內(nèi)，O2的平均反應(yīng)速率為 _______________。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 ______________。

a.容器中壓強不再變化 b.NO2和O2的體積比保持不變

c.2v正(NO2)＝v逆(N2O5) d.氣體的平均相對分子質(zhì)量為43.2，且保持不變

（3）N2O4與NO2 之間存在反應(yīng)：N2O4(g) 2NO2(g) △H=QkJ·molˉ1。將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉(zhuǎn)化率［α(N2O4)］隨溫度變化如圖所示。

如圖中a點對應(yīng)溫度下，已知N2O4的起始壓強p0為200 kPa，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________（小數(shù)點后保留一位數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。

（4）將固體氫氧化鈉投入0.1mol/L的HN3（氫疊氮酸）溶液當(dāng)中，溶液的體積1L（溶液體積變化忽略不計）溶液的pH變化如圖所示，HN3的電離平衡常數(shù)K=1×10－5，B點時溶液的pH=7，計算B點時加入氫氧化鈉的物質(zhì)的量 ________mol（保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=―746.5 kJ·molˉ1 1.975 0.055 mol·Lˉ1·minˉ1 a 213.3kPa 0.099

【解析】(1)根據(jù)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：，可知，該反應(yīng)的方程式為：2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)。①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJmol-1，②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJmol-1，③2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJmol-1。依據(jù)蓋斯定律計算②×2-①-③得到熱化學(xué)方程式 2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmol-1 ，故答案為：2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmol-1；

(2) ①相同條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比；

2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)

開始(mol/L)1.00 0 0

反應(yīng)(mol/L)0.65 1.30 0.325

3min(mol/L)0.35 1.30 0.325

反應(yīng)前后氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，所以p1：p0=(0.35+1.30+0.325)mol：1.00mol=1.975；v(N2O5)= mol/(L．min)=0.11mol/(L·min)，再根據(jù)同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比得氧氣反應(yīng)速率為0.055molL-1min-1，故答案為：1.975；0.055molL-1min-1；

②a．容器中壓強不再變化，反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故a正確；b．NO2和O2的體積比始終都不變，不能確定反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故b錯誤；c．υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表明達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故c錯誤；d．平衡時，氣體的平均相對分子質(zhì)量為大于43.2，且保持不變．故d錯誤；故選a；

(3)四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率是0.4，設(shè)原來四氧化二氮的物質(zhì)的量為xmol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.4xmol，生成的二氧化氮的物質(zhì)的量為0.8xmol，則混合氣體的物質(zhì)的量=(x-0.4x+0.8x)mol=1.4xmol，相同條件下，氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，所以反應(yīng)后壓強=×1.4xmol=280kPa，四氧化二氮的分壓=280kPa×=120kPa，二氧化氮的分壓=280kPa×=160kPa，化學(xué)平衡常數(shù)K===213.3 kPa，故答案為：213.3；

(4)由電荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(N3-)和B點時溶液的pH=7得：c(Na+)=c(N3-)，設(shè)氫氧化鈉的物質(zhì)的量為xmol，依據(jù)HN3H++N3-的電離平衡：K=1×10-5==，解得：x=0.099mol，故答案為：0.099。