Question

【題目】汽車排放的尾氣是大氣污染氣體之一。如何減少污染氣體的排放是科學家研究的熱門課題。請回答下列問題：

(1)已知：CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1，N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH= +64kJ·mol-1，則NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=____kJ·mol-1，若該反應中有14g還原劑發生反應，則轉移電子___mol。

(2)使汽車排放的CO和NO在一定條件下發生反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，可有效地減少空氣污染。若在一定溫度下，將6mol NO、8mol CO充入10L固定容積的容器中發生上述反應，反應過程中各物質的濃度變化如圖1所示。

①該反應的化學平衡常數K=___。NO的平衡轉化率=____。

②15min時，若改變反應條件，導致CO濃度發生如圖1所示的變化，則改變的條件可能是___(填標號)。

a.縮小容器體積 b.增加CO2的量 c.體積不變通入少量氬氣 d.加入催化劑

③當NO與CO的起始濃度相等時，體系中NO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖2所示，則下列說法正確的是____ (填標號)。

A．該反應ΔH<0

B．p1<p2<p3

C．升高溫度正反應速率減小，逆反應速率增大

D．溫度不變，增大壓強，平衡常數增大

④以下說法中能判斷反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)達到平衡的是____(填標號)。

A．反應物和生成物的物質的量相等

B．單位時間內生成1mol NO同時生成1mol CO2

C．混合氣體壓強不再發生變化

D．NO的濃度不再變化

⑤向反應容器中再分別充入下列氣體，能使NO轉化率增大的是____(填標號)。

A．O2 B．N2 C．CO D．NO

Answer 1

【答案】-598 1 5(或5L·mol-1) 66.7% b A BCD C

【解析】

(1)CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1，則CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3= -283.0kJ/mol，根據蓋斯定律分析解答；

(2)①根據圖像，反應達到平衡狀態時，c(CO)=0.4mol/L，結合2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，計算出平衡時各物質的濃度再計算K；②根據圖像，15min時，改變反應條件，導致CO濃度逐漸增大。根據平衡移動的影響因素分析判斷；③根據溫度和壓強對平衡的影響分析判斷；④根據平衡狀態的特征分析判斷；⑤根據濃度對平衡的影響分析判斷。

(1)①CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1，熱化學方程式為CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3= -283.0kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH= +64kJ/mol，根據蓋斯定律，將①×2-②×得：NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=(-283.0kJ/mol)×2-(+64 kJ/mol)×= -598kJ·mol-1，反應的還原劑為CO，14g CO的物質的量為=0.5mol，轉移電子1mol；

(2)①根據圖像，反應達到平衡狀態時，c(CO)=0.4mol/L，即反應的CO為8 mol-0.4mol/L×10L=4mol，根據2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，反應的NO為4mol，生成的N2、CO2分別為2mol、4mol，則平衡時c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，c(NO)==0.2mol/L，K==5 Lmol-1，NO的平衡轉化率=×100%=66.7%；

②根據圖像，15min時，改變反應條件，導致CO濃度逐漸增大。

a. 縮小容器體積，CO會突然增大，與原圖像不連接，故a錯誤；

b. 增加CO2的量，平衡逆向移動，CO濃度逐漸增大，故b正確；

c. 體積不變通入少量氬氣，平衡不移動，CO濃度不變，故c錯誤；

d. 加入催化劑，平衡不移動，CO濃度不變，故d錯誤；

故答案為：b；

③A．根據圖像，升高溫度，NO的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，則正反應為放熱反應，ΔH<0，故A正確；

B．根據2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，溫度相同是，增大壓強，平衡正向移動，NO的平衡轉化率增大，因此p1＞p2＞p3，故B錯誤；

C．升高溫度正、逆反應速率均增大，故C錯誤；

D．溫度不變，平衡常數不變，故D錯誤；

故答案為：A；

④A．反應物和生成物的物質的量相等，不能說明物質的量不變，不能判斷是否為平衡狀態，故A錯誤；

B．單位時間內生成1mol NO同時生成1ml CO2，說明正逆反應速率相等，為平衡狀態，故B正確；

C．2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)為氣體的物質的量發生變化的反應，混合氣體壓強不再發生變化，說明物質的量不變，能夠說明達到平衡狀態，故C正確；

D．NO的濃度不再變化，說明反應達到平衡狀態，故D正確；

故答案為：BCD；

⑤A．充入O2，發生2NO + O2=2NO2，NO濃度降低，平衡逆向移動，NO轉化率減小，故A錯誤；

B．充入N2，生成物濃度增大，平衡逆向移動，NO轉化率減小，故B錯誤；

C．充入CO，平衡正向移動，NO轉化率增大，故C正確；

D．充入NO，NO轉化率減小，故D錯誤；

故答案為：C。