Question

C、N、S对应的化合物，是重要的化学物质。试回答下列问题：

(1)已知：氢气的燃烧热为286.0kJ/mol，氨气的燃烧热为382.5 kJ/mol ，则合成氨反应的热化学方程式

为_____________________。

(2)利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下可将SO₂转化为SO₄^2-，从而实现对SO₂的治理。已知含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，则另一反应的离子方程式为________________。

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。 有关反应为C(s)+2NO(g) N₂(g)+CO₂(g)。

某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表：

时间（min） 浓度（mol•L^-1）	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0.30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.17

①10min～20min以v(CO₂)表示的反应速率为_________________。

②根据表中数据，计算T℃时该反应的平衡常数为K_p=___________，（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，保留两位小数）

③一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率_________（填“增大”“不变”或“减小”）。

④该反应达到平衡时下列说法正确的是______填序号字母）。

a.容器内压强保持不变          b.2v(NO)=v(N₂)

c.容器内CO₂的体积分数不变    d.混合气体的密度保持不变

⑤30min时改变某一条件，过一段时间反应重新达到平衡，则改变的条件可能是______。请在图中画出30～40min的变化曲线______。

Answer

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1=-93.0KJ/mol 2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+ 0.009mol/（L·min） K=0.56 不变 acd 减小CO2的浓度 如图（作图要点：①起点和终点均比原来低，②过程趋势为增大，③终点在30min到40min之间也可在40min

【解析】(1)已知：氢气的燃烧热为286.0kJ/mol，氨气的燃烧热为382.5 kJ/mol，则①1/2O2(g)+H2(g) H2O(l) ΔH1=-286.0kJ/mol，②NH3(g)+3/4O2(g) 1/2N2(g)+3/2H2O(l) ΔH2=-382.5kJ/mol，根据盖斯定律可知①×3－②×2即得到合成氨反应的热化学方程式

为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol。(2)已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，由于亚铁离子是催化剂，则另一反应的离子反应中铁离子又被还原为亚铁离子，方程式为2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。(3)①10min～20min以v(CO2)表示的反应速率＝(0.30mol/L－0.21mol/L)÷10min＝0.009mol/（L·min）。②根据表中数据20min时反应达到平衡状态，T℃时该反应的平衡常数为Kp=；③反应前后体积，一定温度下，随着NO的起始浓度增大，平衡等效，则NO的平衡转化率不变。④a.反应前后体积，容器内压强保持不变，a正确；b.平衡时NO的反应速率是氮气反应速率的2倍，b错误；c.平衡时，容器内CO2的体积分数不变，c正确；d.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量是变化的，容积始终是不变的，因此混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡状态，d正确，答案选acd；⑤30min时NO和CO2浓度均减小，氮气浓度增大，则改变的条件可能是减小CO2的浓度；根据表中数据可知30～40min的变化曲线为。