Question

【題目】汽車尾氣中排放的NxOy和CO，科學家尋找高效催化劑實現大氣污染物轉化：

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1

（1）已知：CO的燃燒熱△H2 = -283 kJ·moL-1。幾種化學鍵的鍵能數據如下：

已知：N2(g)+O2(g) ＝2NO(g) △H3，則：△H1＝ __________。

（2）CO與空氣在KOH溶液中構成燃料電池（石墨為電極），若放電后電解質溶液中離子濃度大小順序為c(K+)> c(HCO3-)> c(OH-) > c(H+)> c(CO32-)，則負極的反應式為________；

（3）在一定溫度下,向2L的密閉容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化劑作用下發生反應4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H< 0，相關數據如下：

	0 min	5min	10min	15min	20min
c(NO2)	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①5~10min，用CO的濃度變化表示的反應速率為：____________。

②能說明上述反應達到平衡狀態的是__________。

A．2n正(NO2) =n逆(N2) B．混合氣體的平均相對分子質量不變

C．氣體密度不變 D．容器內氣體壓強不變

③20min時，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，在t1時刻再次達到平衡時，NO2的轉化率比原平衡時_____（填“變大”、“ 變小”或“不變”）。

④計算此溫度下的化學平衡常數K=__________。

⑤在上述平衡的基礎上，在時間t2、t3時改變反應的某一條件，反應速率的變化如圖所示，則在t3時刻改變的反應條件是：_______；在時間15-20，t1-t2，t2-t3，t4-t5時的平衡常數分別為K1、K2、K3、K4,請比較各平衡常數的大小關系：_____________________。

Answer 1

【答案】 —749kJ·moL-1 CO—2e—+3OH—＝HCO3—+H2O v(CO)=0.056mol/(L .min) BD 變大 0.11或1/9 L/ mol 降低溫度 K1=K2=K3<K4

【解析】（1）△H3=（945+498-2×630）kJ·moL-1=+183kJ·moL-1，CO的燃燒熱△H2 = -283 kJ·moL-1，即2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -566 kJ·moL-1，設①N2(g)+O2(g) ＝2NO(g) △H3，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H，則②-①得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=△H-△H3，所以△H1=-566 kJ·moL-1-183kJ·moL-1=-749 kJ·moL-1。

（2）由題意，負極反應生成HCO3-，故負極的反應式為：CO-2e-+3OH-＝HCO3-+H2O。

（3）①5~10min，用N2的濃度變化表示的反應速率為：（0.22-0.15）mol/L÷5min=0.014 mol/(Lmin)，因為用不同物質表示的反應速率之比=化學計量數之比，所以v(CO)= 0.014 mol/(Lmin)×4 = 0.056mol/(Lmin)。

②A項，由化學方程式反應關系，n正(NO2)=2 n正(N2)，所以當2n正(NO2) =n逆(N2)時，4n正(N2)= n逆(N2)，逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動；B項，該反應是氣體分子數變化的反應，混合氣體的平均相對分子質量是一個變量，所以當混合氣體的平均相對分子質量不變時，說明已經平衡；C項，氣體質量不變，容積不變，故氣體密度始終不變，無法判斷是否平衡；D項，該反應是氣體分子數變化的反應，只要不平衡容器內氣體壓強就變化，當容器內氣體壓強不變時，說明已經平衡。故選BD。

③該反應是一個氣體分子數減小的反應，所以增大壓強，有利于平衡正向移動，故20min時，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，在t1時刻再次達到平衡時，NO2的轉化率比原平衡時變大。

④由已知可列出三段式：

K=== ≈0.11。

⑤由圖可得，t3時正逆反應速率均減小，且正反應速率大于逆反應速率，因為該反應是氣體分子數減小的反應，故不是減壓，又因為該反應正向是放熱反應，故改變條件應為：降低溫度；上述四段時間，只有t4-t5時溫度與其它不同且較低，又因為該反應正方向為放熱反應，所以平衡常數K1=K2=K3<K4。