Question

9．自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO．
（1）反應需要在閃電或極高溫條件下發生，說明該反應A．（填字母）
A．所需的活化能很高           B．吸收的能量很多
（2）在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數K如下表：

溫度/℃	1538	1760	2404
平衡常數K	0.86×10-4	2.6×10-4	64×10-4

①該反應的△H＞0．（填“＞”、“=”或“＜”）
②其他條件相同時，在上述三個溫度下分別發生該反應．1538℃時，N₂的轉化率隨時間變化如右圖所示，請補充完成1760℃、2404℃時N₂的轉化率隨時間變化的示意圖．
（3）一定條件下該反應在密閉容器中達到平衡后，要提高N₂的轉化率，可以采取的措施是AE．
A．降低溫度        B．加催化劑    C．增加壓強
D．增加O₂濃度      E．分離出一氧化氮
（4）NO在科學界被譽為“明星分子”，用NO與O₂反應可以制備NO₂，NO₂是一種優良的氧化劑．已知火箭發射時可用肼（N₂H₄）作燃料，NO₂作氧化劑，這兩者反應生成N₂和H₂O（氣）．
且：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
請寫出肼與NO₂反應的熱化學方程式2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO，說明該反應難以進行，反應的活化能高；
（2）①根據圖表中的平衡常數隨溫度變化趨勢是，溫度越高，K值越大；依據平衡影響因素判斷平衡移動；
②氮氣的轉化率隨溫度升高達到平衡時間短，轉化率高；（3）達到平衡后，要提高N₂的轉化率，平衡正向進行，依據化學平衡與原理分析選項；
（4）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式．

解答 解：（1）閃電或者高溫，主要是提供能量 給N₂分子，讓其破壞變成氮原子，因此，只能說明 引發反應所需要的能量高即活化能，不能說明反應吸收的能量高，
故答案為：A；
（2）①在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數K隨溫度升高K值增大，所以正反應方向是吸熱反應，△H＞0，故答案為：＞；
②1760℃、2404℃時N₂的轉化率隨時間變化的示意圖，根據溫度越高平衡需要時間越短，氮氣轉化率越大，畫出圖象為：，
故答案為：；
（3）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），反應是氣體體積不變的吸熱反應，達到平衡后，要提高N₂的轉化率，平衡正向進行，依據化學平衡與原理分析選項
A．反應是吸熱反應，降低溫度，平衡正向進行，氮氣轉化率增大，故A符合；   
B．加催化劑改變反應速率不改變化學平衡，氮氣轉化率不變，故B不符合；  
C．反應前后氣體體積不變，增加壓強，平衡不動，氮氣轉化率不變，故C不符合；  
D．增加O₂濃度平衡正向進行，氮氣轉化率增大，故D不符合；   
E．分離出一氧化氮，平衡正向進行，氮氣轉化率增大，故E符合；
故答案為：AE；
（4）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
與蓋斯定律②×2-①得到肼與NO₂反應的熱化學方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

點評 本題考查了化學耦合影響因素分析和計算，熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算應用，咋給我基礎是關鍵，題目較簡單．