Question

18．科學(xué)家尋找高效催化劑實現(xiàn)大氣污染物轉(zhuǎn)化：
2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₁
（1）已知：CO的燃燒熱△H₂=-283kJ•moL^-1．幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	N≡N鍵	O=O鍵	= ← N   O鍵
鍵能/kJ•moL-1	945	498	630

N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₃=+183 kJ•moL^-1，上述△H₁=-749kJ•moL^-1．
（2）CO與空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池（石墨為電極），若放電后，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小順序為c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），則負極的反應(yīng)式為CO-2e^-+3OH^-=HCO₃^-+H₂O
（3）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（N2）•c2（CO2）}{c2（NO）•c2（CO）}$．圖A中曲線Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）能正確表示平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系，理由是該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆移，平衡常數(shù)減�。�

（4）當(dāng)NO、CO濃度比為1時，體系中NO平衡轉(zhuǎn)化率的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關(guān)系如圖B所 示．圖B中，壓強由小到大的順序為P₃＜p₂＜p₁，其判斷理由是正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，其他條件不變時增大壓強，平衡正移，NO轉(zhuǎn)化率增大．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計算，CO的燃燒熱△H₂=-283kJ•moL^-1，即2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol，根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及蓋斯定律來計算；
（2）CO與空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池中，負極上CO發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)離子存在形式確定電極反應(yīng)；
（3）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的平衡常數(shù)等于產(chǎn)物平衡濃度系數(shù)次冪之積和反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次冪之積的比值；
（4）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）中，溫度不變，增大壓強，正向移動，據(jù)此回答．

解答 解：（1）焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，則反應(yīng)①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₃=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol×2=+183 kJ•moL^-1，CO的燃燒熱△H₂=-283kJ•moL^-1，即2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol ②，②-①得到2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），所以2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），△H₁=-566kJ/mol-183 kJ•moL^-1=-749kJ•moL^-1，
故答案為：+183 kJ•moL^-1；-749kJ•moL^-1；
（2）CO與空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池中，負極上CO發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)離子濃度大小關(guān)系，得到電極反應(yīng)式為；CO-2e^-+3OH^-=HCO₃^-+H₂O，故答案為：CO-2e^-+3OH^-=HCO₃^-+H₂O；
（3）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}）•{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•{c}^{2}（CO）}$，反應(yīng)釋放熱量，所以溫度升高，K減小，圖A中曲線Ⅱ能正確表示平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系，故答案為：K=$\frac{c（{N}_{2}）•{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•{c}^{2}（CO）}$；Ⅱ；該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆移，平衡常數(shù)減�。�
（4）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）中，溫度不變，增大壓強，正向移動，所以NO平衡轉(zhuǎn)化率增加，所以P₃＜p₂＜p₁，
故答案為：P₃＜p₂＜p₁；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，其他條件不變時增大壓強，平衡正移，NO轉(zhuǎn)化率增大．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫及計算，題目難度中等，明確蓋斯定律的含義為解答關(guān)鍵，注意掌握焓變與反應(yīng)物、生成物鍵能的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．