Question

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

（1）氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下1gH₂完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。则表示H₂燃烧热的热化学方程式为___________              。

又已知：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝-92.4kJ/mol,则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为                      。

（2）氢气是合成氨的重要原料。

①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变 N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如下图一所示。

图中t₁时引起平衡移动的条件可能是               ,其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间

是              。

②温度为T℃时,将2a molH₂和a molN₂放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N₂的转化率为50%。则反应

的平衡常数为                。

③氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。对于反应：N₂O₄（g）2NO₂（g） △H﹥0,在温度为T₁、T₂时,平衡体系中NO₂的体积

分数随压强变化曲线如下图二所示。

下列说法正确的是           。

a．A、C两点的反应速率：A﹤C

b．A、C两点的气体颜色：A浅，C深

c．B、C两点的气体平均相对分子质量：B﹤C

d．A、C两点的化学平衡常数：A﹥C

e.由状态B到状态A，可以用加热的方法

Answer

（1）H2（g）+1/2O2（g）＝H2O（l） △H=-285.8kJ/mol

4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l） ΔH＝-1530kJ/mol

（2）①增大压强；t2～t3 ；②4/a2；③abe

【解析】

试题分析：：（1）1g氢气的物质的量是0.5mol，燃烧0.5mol氢气放出142.9kJ热量，所以燃烧1mol氢气放出285.8kJ热量，所以氢气的燃烧热化学反应方程式为：

H2（g）+1/2 O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol；

①H2（g）+1/2 O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol；②N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH＝-92.4kJ/mol

把①×6-②×2即得4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l） ΔH＝-1530kJ/mol；

（2）①依据反应速率与时间的关系图象分析，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3；

② N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

开始 2amol/L 4amol/L 0

反应 amol/L 3amol/L 2amol/L

平衡 amol/L amol/L 2amol/L

所以化学平衡常数K=4/a2（L/mol）2

③N2O4（g）═2NO2（g）△H＞0，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数减小．

a、A、C两点在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故a正确；

b、A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故b正确；

c、B、C两点相同物质的含量相同，即二氧化氮与四氧化二氮的物质的量之比相等，则平均相对分子质量相等，故c错误；

d、A、C两点温度相等，则平衡常数相同，故d错误；

e、升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1＜T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故e正确；

考点：考查了化学平衡计算、化学平衡图象、平衡常数、反应热计算的相关知识。