Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要應用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環境保護的重要內容之一．
（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
2C（s）+O 2（g）=2CO（g）△H=﹣221kJmol﹣1
若某反應的平衡常數表達式為：k= ，請寫出此反應的熱化學方程式 ．
（2）N2O5在一定條件下可發生分解：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）．某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c（N2O5）/（molL﹣1）	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反應開始時體系壓強為P0 ， 第3.00min時體系壓強為p1 ， 則p1：p0=；2.00min～5.00min內，O2的平均反應速率為 ．
②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態的是 ．
a．容器中壓強不再變化
b．NO2和O2的體積比保持不變
c.2v正（NO2）=v逆（N2O5）
d．氣體的平均相對分子質量為43.2，且保持不變
（3）N2O 4與NO2之間存在反應：N2O4（g）2NO2（g）△H=QkJmol﹣1 ． 將一定量的NO放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉化率[α（N2O4）]隨溫度變化如圖1所示．
如圖1中a點對應溫度下，已知N2O4的起始壓強p0為200kPa，該溫度下反應的平衡常數Kp=（小數點后保留一位數字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）．
（4）將固體氫氧化鈉投入0.1mol/L的HN3（氫疊氮酸）溶液當中，溶液的體積1L（溶液體積變化忽略不計）溶液的pH變化如圖2所示，HN3的電離平衡常數K=1×10﹣5 ， B點時溶液的pH=7，計算B點時加入氫氧化鈉的物質的量mol（保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】
（1）2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJ?molˉ1
（2）1.975；0.055mol?L-1?min-1； a
（3）213.3KPa
（4）0.099
【解析】解：（1）若某反應的平衡常數表達式為：k= ，反應為2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），

①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1

②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1

③2C（s）+O 2（g）=2CO（g）△H=﹣221kJmol﹣1

蓋斯定律計算②×2﹣③﹣①得到2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5 kJmolˉ1，

所以答案是：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5 kJmolˉ1；（2）①相同條件下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比；

	2N2O5（g）═	4NO2（g）+	O2（g）
起始（mol/L）	1.00	0	0
轉化（mol/L）	0.65	1.30	0.325
2min（mol/L）	0.35	1.30	0.325

反應前后氣體的壓強之比等于其物質的量之比，所以p：p0=（0.35+1.30+0.325）mol：1.00mol=1.975，2.00min～5.00min內，v（N2O5）= mol/（L．min）=0.11mol/（L．min），再根據同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數之比得氧氣反應速率= v（N2O5）=0.055molL﹣1min﹣1，

所以答案是：1.975； 0.055 molL-1min-1；

②a．容器中壓強不再變化，反應已達到化學平衡狀態，故a正確；

b．NO2和O2的體積比始終都不變，不能確定反應是否達到化學平衡狀態，故b錯誤；

c．υ正（NO2）=2υ逆（N2O5）才表明達到化學平衡狀態，故c錯誤；

d．平衡時，氣體的平均相對分子質量為大于43.2，且保持不變．故d錯誤．

所以答案是：a；（3）四氧化二氮的轉化率是0.4，設原來四氧化二的物質的量為xmol，轉化的物質的量為0.8xmol，則混合氣體的物質的量=（x﹣0.4x+0.8x）mol=1.4xmol，相同條件下，氣體的壓強之比等于其物質的量之比，所以反應后壓強= =280KPa，

四氧化二氮的分壓=280KPa× =120KPa，

二氧化氮的分壓=280KPa× =160KPa，

化學平衡常數K= = =213.3KPa，

所以答案是：213.3KPa；（4）由電荷守恒式c（Na+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（N3﹣）和B點時溶液的pH=7得：c（Na+）=c（N3﹣）

設氫氧化鈉的物質的量為xmol

依據HN3H++N3﹣的電離平衡：K=1×10﹣5= =

解得：x=0.099mol

所以答案是：0.099．