Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。

(1)已知：①N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol；

②CO的燃燒熱為283.0 kJ/mol。

則2NO(g)＋2CO(g)N2 (g)＋2CO2 (g) ΔH＝________kJ/mol。

(2)在恒溫、恒容條件下，將2.0 mol NO和1.0 mol CO充入一個容積為2 L的密閉容器中發生上述反應，反應過程中部分物質的物質的量(n)變化如圖所示。

①N2在0～9 min內的平均反應速率v(N2)＝________mol/(Lmin)；

②第9 min時氮氣的產率為________；

③第12 min時改變的反應條件可能為_______(填字母代號)；

A.升高溫度 B.加入NO C.加催化劑 D.減小壓強 E.降低溫度

④若在第24min將NO與N2的濃度同時增加到原來的2倍，化學平衡______移動(填“向正反應方向”、“逆反應方向”或“不”)。

(3)若將反應容器改為恒溫容積可變的恒壓密閉容器，壓強為P=3.0MPa，反應物加入的物質的量不變，達到平衡時CO的轉化率為50%，該溫度下此反應平衡常數Kp＝______

Answer 1

【答案】-746.5 0.011 40% E 向正反應方向 0.10Mpa-1

【解析】

(1)已知①N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol，又知CO的燃燒熱為283.0kJ/mol，可得熱化學方程式：②CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝283.0kJ/mol，根據蓋斯定律，②×2①可得：2NO(g)＋2CO(g)N2 (g)＋2CO2 (g)，據此計算出該反應的焓變；

(2)①根據v＝計算在09min內N2的平均反應速率v(N2)；

②根據產率=進行計算；

③12min時改變條件瞬間氮氣濃度增大，NO、CO濃度減小，則平衡向正反應方向移動，結合溫度、壓強、濃度、催化劑對平衡的影響分析解答；

④根據混合體系中生成物濃度冪之積/反應物濃度冪之積和化學平衡常數的相對大小進行判斷；

(3)利用三段式算出平衡后每種物質的物質的量，Kp為生成物平衡分壓冪之積除以反應物平衡分壓冪之積。

(1)已知①N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol，又知CO的燃燒熱為283.0kJ/mol，可得熱化學方程式：②CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝283.0kJ/mol，根據蓋斯定律，②×2①可得：2NO(g)＋2CO(g)N2 (g)＋2CO2 (g) ΔH＝746.5kJ/mol，故答案為：746.5；

(2)①09min內N2濃度變化為：＝0.1mol/L，則N2在09min內的平均反應速率為：v(N2)＝＝0.011molL1min1；

②由圖像可知，9min時n(N2)=0.2mol，根據反應方程式可知，N2理論產量為0.5mol，則產率為=40%；

③由圖可知，反應2NO(g)＋2CO(g)N2 (g)＋2CO2 (g)中氮氣濃度增大，NO、CO濃度減小，則平衡向正反應方向移動；

A．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，與圖像不符，故A錯誤；

B．加入NO，則n(NO)增大，與圖象不相符，故B錯誤；

C．加催化劑，平衡不發生移動，各物質的濃度不變，故C錯誤；

D．反應正向是體積減小的反應，減小壓強，則平衡逆向移動，NO、CO濃度增大，N2濃度減小，故D錯誤；

E．該反應為放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，與圖像相符，故E正確；

④由圖可知，第24min時，n(NO)=1.4mol，n(CO)=0.4mol，n(N2)=0.3mol，根據化學方程式可知n(CO2)=0.6mol，則反應的平衡常數為：=0.69，將NO與N2的濃度同時增加到原來的2倍，則n(NO)=2.8mol，n(N2)=0.6mol，則=0.34<0.69，所以平衡向正反應方向移動；

(3)由CO的轉化率為50%，可得：

則該溫度下此反應平衡常數Kp=0.10MPa-1。