Question

【題目】汽車尾氣是導致霧霾天氣的重要源頭之一，其含有的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑條件下可發生反應。

(一)已知：反應l: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 K1

反應2: CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2 (g) △H2 K2

反應3: 2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+CO2(g) △H3 K3

則反應3的焓變△H3＝_______（用△H1和△H2表示） 平衡常數K3=_____(用K1和K2表示）。

(二)向1.0L恒容密閉容器中，充入N2O(g)和C0(g)，可發生如下反應：

N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)，所得實驗數據如下表：

實驗編號	溫度/℃	起始時物質的量/mol		平衡時物質的量/mol
		n(N2O)	n(CO)	n(CO2)
①	400	0.20	0.30	0.14
②	500	0.10	0.40	0.080
③	500	0.30	0.20	A
④	600	0.60	0.40	B

上述實驗編號①中，若10min時測得n(N2)=0.12mol，則0至10min內，用CO2表示的平均反應速率以v(CO2)=________；

(2)500℃時，欲使N2O的平衡轉化率a(N2O)≥80%，則起始時n(N2O):n(CO)≤______。

(3)上述實驗編號④達平衡時，b____0.24(填“>”、“<”或“=”)，原因是_______。

(4) N2O(g)+C0(g)N2(g)+CO2(g)的反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化情況如下圖所示：

①若在第10min僅改變了一個條件，第20min時是在條件下達到新的平衡狀態，則第10min 時改變的條件可能是_______；

②比較CO在第5min和第25min時速率的大小v(5)____v(25)(填”>”、“<”或“= ”)，你判斷的理由是______________。

Answer 1

【答案】 2△H2-△H1 ； 0.012mol·（L·min）-1 l:4 ＜ 該反應△H<O，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故b<0.24mol（合理即可） 升溫 ＜ 相對于第5min而言，在第10min時升高了溫度，且濃度增加了，在其它條件不變時，速率會變快

【解析】(一)已知：① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1，② CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2 (g) △H2，根據蓋斯定律可知②×2-①可得2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+CO2(g)，故△H3=△H2×2-△H1，反應3的焓變△H3＝2△H2-△H1 ，平衡常數K3===；

(二)(1)上述實驗編號①中，若10min時測得n(N2)=0.12mol，即變化的n(N2)=0.12mol，變化的CO2的物質的量為0.12mol，則0至10min內，用CO2表示的平均反應速率以v(CO2)= =0.012mol·(L·min)-1；

(2)500℃時，起始n(N2O)=0.10mol，n(CO)=0.40mol，即n(N2O):n(CO)=1:4時N2O的平衡轉化率a(N2O)=80%，增大CO的物質的量平衡正向移動，N2O的轉化率會增大，欲使N2O的平衡轉化率a(N2O)≥80%，則起始時n(N2O):n(CO)≤1:4；

(3)實驗編號① N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始時(mol/L) 0.20 0.30 0 0

變化時(mol/L) 0.14 0.14 0.14 0.14

平衡時(mol/L) 0.06 0.16 0.14 0.14

400℃時反應的平衡常數K===2.04；

實驗編號② N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始時(mol/L) 0.10 0.40 0 0

變化時(mol/L) 0.08 0.08 0.08 0.08

平衡時(mol/L) 0.02 0.32 0.08 0.08

500℃時反應的平衡常數K===1＜2.04，說明升高溫度平衡常數減小，平衡逆向移動，即該反應△H<O；

實驗編號④(500℃) N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始時(mol/L) 0.60 0.40 0 0

變化時(mol/L) b b b b

平衡時(mol/L) 0.60-b 0.40-b b b

500℃時反應的平衡常數K===1，解得b=0.24，即實驗編號④在500℃平衡時b=0.24，現溫度升高到600℃，該反應△H<O，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故b<0.24mol；

(4) ①反應物和生成物的濃度瞬間不變，平衡逆向移動，應該是升高溫度引起的；

②相對于第5min而言，在第10min時升高了溫度，且濃度增加了，在其它條件不變時，速率會變快，即CO在第5min和第25min時速率的大小v(5)<v(25)。