Question

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

（1）下图1是1molNO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式____           

（2）在固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H=－92.4kJ·mol^－1  用一定物质的量的N₂和H₂合成NH₃，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其它条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时NH₃的质量分数如右图所示

此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是             ，都达到平衡状态时，NH₃的质量分数最高的是____         。

下图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中，分别加入浓度均为c(N₂)=0.10 mol/L，c(H₂) = 0.26 mol/L进行反应时，N₂的浓度随时间的变化如下图①、②、③曲线所示。

I．该反应实验②平衡时H₂的转化率为              。

II．据图2所示，②装置中有一个条件与①不同。请指出②相对①改变的条件              。

III．计算实验③的平衡常数为___________________。

（3）最近美国Simons等科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入碱性电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH₃．其电池反应生成一种单质和一种化合物，写出负极的电极反应式             。

（4）铜与一定浓度硝酸反应时方程式可表示为：Cu+HNO₃一Cu(NO₃)₂+NO +NO₂ +H₂O（方程式未配平）。3.2 g Cu被硝酸完全溶解后，如果得到的NO和NO₂物质的量相同，则得到标准状况下NO体积为 _______    L。

Answer

（1）NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=－234KJ/mol；（2）丙、甲；Ⅰ．46.15% 或46.2%或6/13；Ⅱ．加入催化剂（1分）Ⅲ．2.5；（3）2NH3－6e－+6OH－=N2+6H2O；（4）0.56。

【解析】

试题分析：（1）根据图1，此反应是放热反应，热化学反应方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) △H=134－368kJ·mol－1=－234kJ·mol－1；（2）该反应从正反应方向开始的，随着反应的进行NH3的浓度逐渐增大，其含量也不断增大，达到平衡时达到最大值，此后随着温度的升高，其含量不断降低，其含量也在不断降低，由于T3>T2，说明T3时丙已经达到平衡状态，此反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，因此甲的NH3的质量分数最高；I.消耗氮气的量(0.1－0.06)mol·L－1=0.04mol·L－1，则消耗氢气的量为0.04×3mol·L－1=0.12mol·L－1，则氢气的转化率为0.12/0.26=6/13；II.②和①达到平衡时N2的浓度相等，说明改变的条件对化学平衡无影响，因此是使用了催化剂；III.达到平衡时，c(N2)=0.08mol·L－1。c(H2)=(0.26－0.02×3)mol·L－1=0.2mol·L－1，c(NH3)=2×0.02mol·L－1=0.04mol·L－1，K=c2(NH3)/[c(N2)×c3(H2)]=2.5；（3）负极是失电子的一极，－3价N失电子转化成N2，这是碱性环境，因此电极反应式为：2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O；（4）根据得失电子数目守恒，3.2×2/64=3n(NO)＋n(NO2)，因为两种气体物质的量的相同，则n(NO2)=n(NO)=0.025mol，则体积为0.025×22.4L=0.56L。

考点：考查热化学反应方程式的书写、影响化学平衡移动的因素、化学平衡的计算、化学平衡常数、电极反应式的书写等知识。