Question

氮是地球上含量豐富的—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N 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1molNO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO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________________________________________；

又知：N2(g)+ O2(g)＝2NO(g)? △H＝＋180kJ/mol；2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g)? △H＝－112.3kJ/mol，則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的△H＝_______________；

(2)一定溫度下，在2L密閉容器中NO2和O2可發(fā)生下列反應(yīng)：4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知體系中n(NO2)隨時間變化加下表：

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＝__________，己知：K300℃＞K350℃，則該反應(yīng)是______熱反應(yīng)。

②反應(yīng)達到平衡后，NO2的轉(zhuǎn)化率為________________，此時若再通入一定量氮氣，則NO2的轉(zhuǎn)化率將___________（填“增大”、“減小”、“不變”）；

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

 

 

Answer 1

【答案】

（1）NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)? △H＝－234kJ/mol（2分）；－760.3 kJ/mol（2分）

（2）①K＝（2分）；放（1分） ②49.6%（2分）；不變（1分）

③c（2分）；1.51×10－3mol/(L·s)－1（2分）

【解析】

試題分析： （1）根據(jù)圖像可知，1molNO2和1mol CO所具有的總能量高于1molCO2和1molNO所具有的總能量，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱△H＝134 kJ/mol－368kJ/mol＝－234kJ/mol，所以該反應(yīng)的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)? △H＝－234kJ/mol。已知①N2(g)+ O2(g)＝2NO(g)? △H＝＋180kJ/mol；②2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g)? △H＝－112.3kJ/mol；③NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)? △H＝－234kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知，②－①＋③×2即得到反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝－112.3kJ/mol－180kJ/mol－234kJ/mol×2＝－760.3 kJ/mol。

（2）①化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)反應(yīng)的化學方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。己知：K300℃＞K350℃，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)進行到1000s時，NO2的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化。此時NO2的物質(zhì)的量是10.08mol，則反應(yīng)中消耗NO2的物質(zhì)的量是20mol－10.08mol＝9.92mol，反應(yīng)達到平衡后，NO2的轉(zhuǎn)化率為×100%＝49.6%。平衡時若再通入一定量氮氣，壓強增大，但由于物質(zhì)的濃度不變，因此平衡不移動，則NO2的轉(zhuǎn)化率不變。

③N2O5是生成物，根據(jù)方程式可知，平衡時生成N2O5的物質(zhì)的量是9.92mol÷2＝4.96mol，其濃度是4.96mol÷2L＝2.48mol/L，所以符合條件的曲線是c；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)進行到500s時消耗NO2的物質(zhì)的量是20mol－13.96mol＝6.04mol，則根據(jù)方程式可知，消耗氧氣的物質(zhì)的量是6.04mol÷4＝1.51mol，其濃度是1.51mol÷2L＝0.755mol/L，所以用O2表示從0～500 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝0.755mol/L÷500s＝1.51×10－3mol/(L·s)－1。

考點：考查反應(yīng)熱計算與熱化學方程式書寫、平衡常數(shù)、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、反應(yīng)速率的計算以及圖像分析與應(yīng)用