Question

13．CO和NO對(duì)環(huán)境影響較大，屬于當(dāng)今社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題．請(qǐng)回答下列問(wèn)題
（1）降低汽車尾氣的反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的鍵能是632kJ/mol，CO中的鍵能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的鍵的鍵能為750kJ/mol，N₂中的鍵能是946kJ/mol，則該反應(yīng)的△H=-538KJ/mol
（2）若在一定溫度下，將1.4molNO、1.2molCO充入1L固定容積的容器中，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的濃度變化如圖所示
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.05 L•mol^-1
②若保持溫度不變，20min時(shí)再向容器中沖入CO、N2各0.8mol，平衡將向向左移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）
③20min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致CO濃度發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能 是bc（填序號(hào)）
a．縮小容器體積   b．增加CO₂的量   c．升高溫度   d．加入催化劑
（3）固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題，自然界中存在天然的大氣固氮過(guò)程：N₂（g）+O₂（g）→2NO （g）-180.8kJ，工業(yè)合成氨則是人工固氮．
分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是CD．

反應(yīng)	大氣固氮		工業(yè)固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮很難進(jìn)行，而工業(yè)固氮卻能非常容易進(jìn)行
B．K越大說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大
C．工業(yè)固氮時(shí)溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全
D．模擬大氣固氮應(yīng)用于工業(yè)上的意義不大．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)焓變△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和；
（2）①依據(jù)平衡常數(shù)概念和化學(xué)方程式計(jì)算，結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度，平衡常數(shù)=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
②依據(jù)加入一氧化碳和氮?dú)獾牧坑?jì)算此時(shí)濃度商和平衡常數(shù)進(jìn)行比較判斷平衡移動(dòng)方向；
③圖象分析一氧化碳濃度增大，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷選項(xiàng)；
（3）A、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)；
B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很�。�
C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高；
D、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)．

解答 解：（1）2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的鍵能是632kJ/mol，CO中的鍵能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的鍵的鍵能為750kJ/mol，N₂中的鍵能是946kJ/mol，則該反應(yīng)的△H=2×632KJ/mol+2×1072kJ/mol-（946kJ/mol+2×2×750kJ/mol）=-538KJ/mol，
故答案為：-538KJ/mol；
（2）①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，結(jié)合三行計(jì)算列式，
                 2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L）   1.4      1.2       0       0
變化量（mol/L）   0.4      0.4     0.2      0.4    
平衡量（mol/L）    1       0.8     0.2      0.4
c（CO）=0.8mol/L，C（N₂）=0.2mol/L，C（CO₂）=0.4mol/L，C（NO）=1mol/L，
k=$\frac{[{N}_{2}][C{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[CO]^{2}}$=$\frac{0．{4}^{2}×0.2}{{1}^{2}×0．{8}^{2}}$L•mol^-1=0.05 L•mol^-1，
故答案為：0.05 L•mol^-1；
②加入氮?dú)夂鸵谎趸�碳的瞬間，C（N₂）=（0.2+0.8）mol/L=1mol/L，c（CO）=1.6mol/L，濃度商Qc=$\frac{1×0．{4}^{2}}{1．{6}^{2}×{1}^{2}}$=$\frac{1}{16}$=0.0625＞0.05，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
故答案為：向左；
③平衡時(shí)一氧化碳的濃度增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，
a．縮小容器體積平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；
b．增加CO₂ 的量平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b正確；
c．升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故c正確；
d．加入催化劑不改變平衡移動(dòng)，故d錯(cuò)誤；
故選bc；
（3）A、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)越完全，故C正確；
D、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很小，沒(méi)有實(shí)際意義，故D正確；
故答案為：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素、意義，依據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)焓變方法等，難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)大小說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行程度，與反應(yīng)難易無(wú)關(guān)、與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)．