Question

氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。

（1）请写出工业上由NH₃制取NO的化学方程式                      。

（2）一定条件下，铁可以和CO₂发生反应：Fe(s)+ CO₂(g)FeO(s)+ CO(g)，已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图甲所示。

①该反应的逆反应是         (填“吸热”或“放热”)反应。

②T℃、P pa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是            。

A．容器内压强不再变化；

B．混合气体的平均相对分子质量不再变化；

C．v_正(CO₂)= v_逆(FeO)

③T₁温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂，反应过程中CO和CO₂物质的量与时间的关系如图乙所示。则CO₂的平衡转化率为             ，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为                 。

（3）在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器)，均进行反应： N₂+3H₂2NH₃，有关数据及平衡状态特点见下表。

容器	起始投入	达平衡时
甲	2 mol N2	3 mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同种物质的体积分数相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始时甲容器中的压强是乙容器的           倍。

（4）一定条件下，2.24L(折算为标准状况)N₂O和CO的混合气体在点燃条件下恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，其中两种单质的物质的量之比为4：1，请写出该反应的热化学方程式             。

Answer

（1）4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）①放热 ；②B ；③2/3；25/33；（3）1.25；

（4）4N2O(g)+2CO(g)=4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1）在工业上NH3与氧气在催化剂存在时，在加热条件下发生反应产生NO和H2O，制取NO的化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O；（2）①在一定条件下回发生反应：：Fe(s)+ CO2(g) FeO(s)+ CO(g)，根据反应温度与化学平衡常数的关系可知：升高温度，化学平衡常数增大，结合化学平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应分析移动可知该反应的正反应是吸热反应，因此该反应的逆反应是放热反应；②A．该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以在任何时刻容器内压强都不发生变化，故不能据此判断反应是否处于平衡状态，错误；B．该反应是反应前后气体体积不变，而气体的质量发生改变的反应，所以若混合气体的平均相对分子质量不再变化，则反应达到平衡状态，正确；C．由于FeO是固体，其浓度不变，因此不能表示化学反应速率，错误。③T1温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，平衡常数为2，设二氧化碳起始量为x，变化量为y，

Fe(s)+ CO2(g) FeO(s)+ CO(g)，

起始量 x 0

变化量 y y

平衡量 x-y y

平衡常数K=y÷(x−y)=2，解得y/x=2/3，所以二氧化碳转化率=y/x=2/3。平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为气体摩尔质量之比=(44(x−y)+28y)/x：44=25：33；

（3）甲、乙两组实验中同种物质的体积分数相同，说明达到相同的平衡状态，乙容器体积V，1.5mol÷5L=1.2mol÷V，V=4L。

甲组 N2+3H22NH3，

起始量 2 3 0

变化量 0.75 2.25 1.5

平衡量 1.25 0.75 1.5

乙组 N2+3H22NH3 ，

起始量 a b 0

变化量 0.6 1.8 1.2

平衡量 a-0.6 b-1.8 1.2

1.25mol÷5L=(a−0.6)mol÷4L，解得a=1.6mol； 0.75mol÷5L=(b−1.8)mol÷4L，解得b=2.4mol。起始时甲容器中的压强是乙容器的倍数(2mol+3mol)÷(1.6mol+2.4mol)=1.25；（4）由于产生三种可参与大气循环的气体，则N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2 N2O =2N2 +O2，反应后两种单质的物质的量之比为4：1，结合质量守恒可知，配平得到反应的化学方程式为；4N2O(g)+2CO(g) = 4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) ，2.24L（折算为标准状况）N2O和CO的混合气体物质的量为0.1mol，在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量，则6mol混合气体完全燃烧放热60bKJ，则热化学方程式为：4N2O(g)+ 2CO(g)=4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=-60bkJ/mol。

考点：考查化学方程式、热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断、等效平衡的的应用的知识。