Question

【題目】化學反應(yīng)原理研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的規(guī)律并在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。

(1)汽車排氣管內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化器可實現(xiàn)尾氣無毒處理。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=－221.0l kJ·mol-1

CO2(g)=C(s)+O2(g) △H=+393.5kJ·mol-1

則①反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②在600K時，將3.0mol NO、3.6mol CO通入固定容積3L的密閉容器中，20min后，反應(yīng)達平衡，測得N2的濃度為0.2mol·L-1，則NO的轉(zhuǎn)化率=__________，反應(yīng)平衡常數(shù)K=____________(保留兩位有效數(shù)字)。

③若改變下列條件之一，達新平衡時NO的體積分數(shù)一定減小的是_________(填序號)。

a．增加CO的量 b．加入催化劑 c．降低溫度 d．擴大容器體積

(2)某實驗小組在研究“反應(yīng)條件對化學平衡的影響”時做了如下兩個實驗。

①探究濃度對平衡的影響

已知四氯合鈷(Ⅱ)離子(藍色)與六水合鈷(Ⅱ)離子(粉紅色)之間存在如下平衡：[CoC14]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4C1-。甲同學向某已呈現(xiàn)紫色的氯化鈷溶液中通入HC1，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)?/span>________色；乙同學向溶液中加水，平衡移動方向為_______(填“向右”、“向左”或“不移動”)，說明原因__________________________________。

②運用數(shù)字化實驗探究壓強對平衡的影響：

將一收集滿干燥NO2的注射器與色度計、電腦連接，推壓活塞可得到如下實驗曲線。

由圖可知：增大壓強，該混合氣體的顏色變化為__________________________。

Answer 1

【答案】 -746.5 40% 0.14 ac 藍 向右 向溶液加水稀釋時，溶液中離子濃度均成比例減少，Qc<K 先變深后變淺，但比原來的顏色深

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學平衡的計算、外界條件對化學平衡的影響、實驗探究濃度和壓強對化學平衡的影響。

（1）①將反應(yīng)編號，N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.5kJ·mol-1 （①式）

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=－221.0l kJ·mol-1 （②式）

CO2（g）=C（s）+O2（g） △H=+393.5kJ·mol-1 （③式）

應(yīng)用蓋斯定律，將①式+②式+③式2得，N2（g）+2CO2（g）=2NO（g）+2CO（g）ΔH=（+180.5kJ/mol）+（-221.01kJ/mol）+（+393.5kJ/mol）2=+746.5kJ/mol，則反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）的△H=-746.5kJ/mol。

②用三段式，2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

c（起始）（mol/L）1 1.2 0 0

c（轉(zhuǎn)化）（mol/L）0.4 0.4 0.2 0.4

c（平衡）（mol/L）0.6 0.8 0.2 0.4

NO的轉(zhuǎn)化率α=100%=40%。反應(yīng)平衡常數(shù)K===0.14。

③a項，增加CO的量，平衡向正反應(yīng)方向移動，達到新平衡時NO的體積分數(shù)減�。�b項，加入催化劑，平衡不移動，達到新平衡時NO的體積分數(shù)不變；c項，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，達到新平衡時NO的體積分數(shù)減��；d項，擴大容器體積，即減小壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，達到新平衡時NO的體積分數(shù)增大；達新平衡時NO的體積分數(shù)一定減小的是ac，答案選ac。

（2）①甲同學向已呈現(xiàn)紫色的氯化鈷溶液中通入HCl，HCl電離出Cl-，c（Cl-）增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，溶液變?yōu)樗{色。乙同學向溶液中加水，平衡向右移動，原因是：加水稀釋，[CoCl4]2-、[Co（H2O）6]2+、Cl-濃度都成比例減小，此時濃度商QcK，平衡向右移動。

②根據(jù)圖示，推壓活塞，增大壓強，該混合氣體的顏色先變深后變淺，但最終比原來的顏色深。產(chǎn)生顏色變化的原因是：注射器中存在可逆反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g），推壓活塞，容器體積變小，NO2的濃度增大，混合氣體的顏色先變深；增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2的濃度又減小，混合氣體的顏色又變淺；根據(jù)勒夏特列原理，平衡向正反應(yīng)方向移動只能減弱這種改變，最終混合氣體的顏色比原來的顏色深。