研究含氮元素物質(zhì)的反應對生產(chǎn)、生活、科研等方面具有重要的意義。
(1)發(fā)射“神舟十三”號的火箭推進劑為液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C
2H
8N
2)。
已知:①C
2H
8N
2(l)+4O
2(g)═2CO(g)+N
2(g)+4H
2O(l)ΔH=-2765.0kJ?mol
-1②2O
2(g)+N
2(g)═N
2O
4(l)ΔH
2=-19.5kJ?mol
-1③H
2O(g)═H
2O(l)ΔH
3=-44.0kJ?mol
-1則C
2H
8N
2(l)+2N
2O
4(1)═3N
2(g)+2CO
2(g)+4H
2O(g)的ΔH為
-2550.0kJ?mol-1
-2550.0kJ?mol-1
。
(2)碘蒸氣存在能大幅度提高N
2O的分解速率,反應歷程為:
第一步:I
2(g)→2I(g)(快反應)
第二步:I(g)+N
2O(g)→N
2(g)+IO(g)(慢反應)
第三步:IO(g)+N
2O(g)→N
2(g)+O
2(g)+I
2(g)(快反應)
實驗表明,含碘時N
2O分解速率方程v=k?c(N
2O)?[c(I
2)]
0.5(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是
BD
BD
。
A.N
2O分解反應中,k值與碘蒸氣濃度大小有關(guān)
B.v(第二步的逆反應)<v(第三步反應)
C.IO為反應的催化劑
D.第二步活化能比第三步大
(3)為避免汽車尾氣中的氮氧化合物對大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應2NO(g)+2CO(g)=N
2(g)+2CO
2(g)ΔH=-746.8kJ?mol
-1。
實驗測得:v
正=k
正?p
2(NO)?p
2(CO),v
正=k
逆p(N
2)?p
2(CO
2)。其中k
正、k
逆分別為正、逆反應速率常數(shù),只與溫度有關(guān);p為氣體分壓(分壓=物質(zhì)的量分數(shù)×總壓)。
①達到平衡后,僅升高溫度,k增大的倍數(shù)
小于
小于
(填“大于”“小于”或“等于”)k增大的倍數(shù)。
②一定溫度下在剛性密閉容器中充入CO、NO和N
2物質(zhì)的量之比為2:2:1,壓強為pokPa。達平衡時壓強為0.9p
okPa,則
=
。
(4)我國科技人員計算了在一定溫度范圍內(nèi)下列反應的平衡常數(shù)K
p:
①3N
2H
4(1)=4NH
3(g)+N
2(g)ΔH
1 K
p1②4NH
3(g)=2N
2(g)+6H
2(g)ΔH
2 K
p2繪制pK
p1-T和pK
p2-T的線性關(guān)系圖如圖所示:(已知:pK
p=-1gK
p)
①由圖可知,ΔH
1<
<
0(填“>”或“<”)。
②反應3N
2H
4(1)=3N
2(g)+6H
2(g)的K=
Kp1?Kp2
Kp1?Kp2
(用K
p1、K
p2表示);該反應的ΔH
<
<
0 (填“>”或“<”),寫出推理過程
設(shè)T2>T1,由圖可知:pKp1(T2)-pKp1(T1)>|pKp2(T2)-pKp2(T1)|則:pKp1(T2)-pKp1(T1)>pKp2(T1)-pKp2(T2),pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1),lg[Kp1(T1)?Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)?Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2),因此該反應正反應為放熱反應
設(shè)T2>T1,由圖可知:pKp1(T2)-pKp1(T1)>|pKp2(T2)-pKp2(T1)|則:pKp1(T2)-pKp1(T1)>pKp2(T1)-pKp2(T2),pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1),lg[Kp1(T1)?Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)?Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2),因此該反應正反應為放熱反應
。