Question

圖a是1 mol NO₂和1 mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時(shí)間變化的示意圖。根據(jù)圖意回答下列問題：
        
a                                           b
(1)寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式        。
(2)從反應(yīng)開始到平衡，用NO₂濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO₂)＝       。
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=       ；溫度降低，K       （填“變大”、“變小”或“不變”）
(4)若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容 器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1 mol NO2 1 mol CO	2 mol NO 2 mol CO2	1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2
平衡時(shí)c(NO) /mol·L-1	1.5	3	m
能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	放出c kJ
CO或NO的轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

則：α₁+α₂=       ， a+b/2=        ,m=       

Answer 1

（1）NO₂(g)+CO(g)＝NO(g)+CO₂(g) ΔH＝—234 kJ/mol
（2）1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1   （3） 9 ； 變大  （4） 1 ；  234 ；  3

試題分析：（1）根據(jù)圖像a可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＝134 kJ/mol－368kJ/mol＝－234 kJ/mol，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是NO₂(g)+CO(g)＝NO(g)+CO₂(g) ΔH＝—234 kJ/mol。
（2）根據(jù)圖像b可知，平衡時(shí)NO的濃度是1.50mol/L，則消耗NO₂的濃度是1.50mol/L，所以從反應(yīng)開始到平衡，用NO₂濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO₂)＝1.50mol/L÷t₁＝1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1。
（3）根據(jù)圖像b可知，平衡時(shí)NO₂、CO、NO和CO₂的濃度分別是（mol/L）0.5、0.5、1.5、1.5，則根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)增大。
（4）因?yàn)樵摲磻?yīng)是體積不變的可逆反應(yīng)，三個(gè)容器中反應(yīng)物的起始量之比是相同的，所以平衡是等效的。甲和乙兩個(gè)容器的反應(yīng)方向相反，則α₁+α₂＝1；a＝234 kJ/mol×0.75mol，b＝234 kJ/mol×0.5mol，則a+b/2＝234kJ。由于丙中的平衡也是等效的，則m＝3mol/L。
點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力。該題的難點(diǎn)是等效平衡的判斷和應(yīng)用，所謂等效平衡是指外界條件相同時(shí)，同一可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化——邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。