Question

【題目】（1）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉化成CO2和N2，化學方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反應能夠自發進行，則反應的ΔH___0(填“>”“<”或“＝”)。

（2）已知：反應Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常數為K1；反應Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常數為K2。不同溫度時K1、K2的值如下表：

溫度/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1 173	2.15	1.67

根據表中數據，計算反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。

①平衡常數的表達式K1＝___；

②溫度為973K時：K＝___；(結果保留小數點后2位)

③反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是__(填“吸熱”或“放熱”)反應。

（3）已知在溫度為T時，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某時刻經測定CO的轉化率為10%，則該反應___(填“已經”或“沒有”)達到平衡，原因是__；此時刻v正__(填“＞”或“＜”)v逆。

Answer 1

【答案】＜ 0.62 吸熱 沒有 此時Qc=＝≈0.0123＜0.32=K ＞

【解析】

（1）依據反應自發進行的判斷依據△H-T△S<0分析判斷；

（2）①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g） I、Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g） II，

將方程式I-II得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），則化學平衡常數K=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

=

K1

K2

，計算溫度為973K時K值；

②根據K=

K1

K2

③升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，根據K值判斷正反應的反應熱．

（3）根據轉化率計算各物質的濃度，進而計算Qc，與平衡常數相比較，可判斷反應是否達到平衡狀態，并判斷反應的方向．

（1）2NO+2CO2CO2+N2 反應的△S<0，反應自發進行△H-T△S<0，則反應焓變一定小于0，△H<0，反應是放熱反應，故答案為：<；

(3)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)I、Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)II，

將方程式III得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）,則化學平衡常數K={c(CO)×c(H2O)}÷{c(CO2).c(H2)}={ c(CO)÷c(CO2)}×{c(H2)c(H2O)}=K1÷K2,溫度為973K時K=1.47÷2.38=0.62，

故答案為： ；0.62；

③升高溫度，化學平衡常數增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應是吸熱反應，故答案為：吸熱。

(3)某時刻經測定CO的轉化率為10%，則

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，

起始(mol/L):1 1 0 0

轉化(mol/L):0.1 0.1 0.1 0.1

某時刻(mol/L):0.90.9 0.1 0.1

Qc=0.1×0.1÷(0.9×0.9)=0.012<0.32，

則沒有達到平衡狀態,反應向正反應方向移動,v正>v逆，

故答案為：沒有；Qc<K；>.