Question

【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、航空航天等方面應(yīng)用廣泛。

（1）肼（N2H4）與O2反應(yīng)的能量變化如圖所示。

已知，N—H鍵、O=O鍵的鍵能分別為391kJ/mol、497kJ/mol，則E1=_______kJ/mol，N2H4(g)中N-N鍵的鍵能為____________。

（2）某溫度下，在1L恒容密閉容器中投入2mol N2H4(g)和lmolN2O4(g)，發(fā)生反應(yīng)：

2 N2H4(g)+ N2O4(g)=3N2(g) +4H2O (g) △H=-1097kJ/mol，該反應(yīng)中 N2以平均反應(yīng)速率為0.06mol/(L·min)進行10min時達到平衡狀態(tài)。

①下列敘述能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。

A.c(N2)：c(H2O)=3:4 B.混合氣體密度保持不變

C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變 D.混合氣體中N2體積分?jǐn)?shù)保持不變

②平衡時，為________，混合氣體總物質(zhì)的量為_______。

③甲、乙是體積相同的恒容密閉容器，起始投入N2H4(g)和N2O4(g)的量相同，甲在恒溫條件下達到平衡，乙在絕熱條件下達到平衡。平衡時，N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率較大的是_____（填 “甲”或“乙”）

（3）如圖是反應(yīng)I：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)和反應(yīng)Ⅱ：N2(g)+O2(g)=2NO(g)的平衡常數(shù)的負對數(shù)（pK=-lgK）與溫度T的關(guān)系。

①根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是_______。

a.反應(yīng)I為放熱反應(yīng)

b.常溫下，反應(yīng)I的速率很大，二而反應(yīng)Ⅱ的速率很小

c.升高溫度.反應(yīng)I的速率減小，反應(yīng)Ⅱ的速率增大

d.x K時，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)程度相差很大

②下列敘述對反應(yīng)I自發(fā)性判斷正確的是_____。

A. 較高溫度下能自發(fā)進行

B. 較低溫度下能自發(fā)進行

C. 所有溫度下均能自發(fā)進行

D. 任何溫度下都不能自發(fā)進行

Answer 1

【答案】 2218 157kJ/mol CD 1 3.8mol 甲 ad C

【解析】（1）根據(jù)示意圖可知E1=（2752－534）＝2218kJ/mol，則肼中N-N鍵的鍵能為（2218－4×391－497）kJ/mol＝157kJ/mol。（2）①A.c(N2)：c(H2O)=3:4不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不能達到平衡狀態(tài)，A錯誤；B.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，所以不能通過密度判斷平衡狀態(tài)，B錯誤；C.混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變可以說明平衡狀態(tài)，C正確；D.混合氣體中N2體積分?jǐn)?shù)保持不變說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，D正確，答案選CD；②該反應(yīng)中 N2以平均反應(yīng)速率為0.06mol/(L·min)進行10min時達到平衡狀態(tài)，所以平衡時生成氮氣是0.06mol/(L·min)×10min×1L＝0.6mol，所以根據(jù)方程式可知消耗肼是0.4mol，N2O4是0.2mol，生成水蒸氣是0.8mol，剩余N2O4是0.8mol，則平衡時， 為1，混合氣體總物質(zhì)的量為2mol－0.4mol+0.8mol+0.6mol+0.8mol＝3.8mol。③反應(yīng)是放熱反應(yīng)，絕熱時容器溫度高，不利于平衡向正反應(yīng)方向進行，所以平衡時，N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率較大的是甲；（3）①a.根據(jù)圖像可知反應(yīng)I的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，所以反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，a正確；b.常溫下，二者的反應(yīng)速率都很小，b錯誤；c.升高溫度，二者的反應(yīng)速率都增大，c錯誤；d.根據(jù)圖像可知K時，二者的平衡常數(shù)相差較大，所以反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)程度相差很大，d正確，答案選ad；②反應(yīng)I是放熱的體積增大的反應(yīng)，所以根據(jù)△G＝△F－T△S＜0可知所有溫度下均能自發(fā)進行，答案選C。