Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。

（1）上圖是1 mol NO2氣體和1 mol CO氣體反應(yīng)生成CO2氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式： ；

已知：N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g) △H=+292.3kJ·mol—1，

則反應(yīng)： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H= ；

（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20 mol NO2和5 mol O2發(fā)生反應(yīng)： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知體系中n(NO2)隨時間變化如下表：

t(s)	0	500	1000	1500
n(NO2)(mol)	20	13.96	10.08	10.08

 

①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K= ，已知：K3000C＞K3500C，則該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)；

②反應(yīng)達到平衡后，NO2的轉(zhuǎn)化率為 ，若要增大NO2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有

A．降低溫度

B．充入氦氣，使體系壓強增大

C．再充入NO2

D．再充入4 mol NO2和1 mol O2

③圖中表示N2O5的濃度的變化曲線是 ，用O2表示從0~500s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v= 。

 

 

Answer 1

（1）NO2(g)+ CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=－234kJ·mol—1 （2分）

－760.3kJ·mol—1 （2分）（2）c2(N2O5)/ [c4(NO2) ·c(O2)] （1分） 放熱（1分）

49.6% （2分） AD（2分） C （1分） 0.00151 mol·L—1·s—1（1分）

【解析】

試題分析：（1）該反應(yīng)的焓變△H=E1﹣E2=134KJ/mol﹣368KJ/mol=﹣234KJ/mol，所以熱化學方程式為：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ?mol﹣1，

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180kJ?mol﹣1 ①

2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=﹣112.3kJ?mol﹣1 ②

NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ?mol﹣1 ③根據(jù)蓋斯定律，②+③×2﹣①，得化學方程式為：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=（﹣112.3kJ?mol﹣1 ）+（﹣234kJ?mol﹣1）×2﹣（+180kJ?mol﹣1）=﹣760.3kJ?mol﹣1，故答案為：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ?mol﹣1；﹣760.3kJ?mol﹣1；（2）①化學平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次方之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次方之積，所以K=；升高溫度平衡常數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，而升高溫度平衡向吸熱的方向移動，所以逆反應(yīng)吸熱，則正反應(yīng)放熱，故答案為：；放；②根據(jù)表格可知1000S時反應(yīng)達到平衡，已反應(yīng)的NO2為：20mol﹣10.08mol=9.92mol，NO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=49.6%；再通入一定量氮氣，沒有引起體系中4NO2（g）+O2 （g）?2N2O5（g）各物質(zhì)濃度的變化，所以平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：49.6%；不變；③因反應(yīng)物的濃度在減少，生成物的濃度再增加，根據(jù)方程式可知O2是NO2的反應(yīng)速率的，N2O5和NO2的反應(yīng)速率的，則a為NO2的變化曲線；c為N2O5的變化曲線，d為氧氣的變化曲線，0～500s內(nèi)反應(yīng)的平均速率v（NO2）==6.04×10﹣3mol/（L?s），v（O2）=v（NO2）×=1.51×10﹣3mol/（L?s），故答案為：c；1.51×10﹣3mol/（L?s）．

考點：本題考查了熱化學方程式、化學平衡常數(shù)、化學平衡移動、化學反應(yīng)速率的計算等，題目較為綜合。