Question

【題目】隨著大氣污染的日趨嚴重，“節能減排”，減少全球溫室氣體排放，研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）下圖是在101 kPa，298K條件下1mol NO2和1mol CO反應生成1mol CO2和1mol NO過程中的能量變化示意圖。

已知：① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +179.5kJ/mol

② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H= -112.3kJ/mol

請寫出NO與CO反應生成無污染氣體的熱化學方程式： ____________________

（2）將0.20 mol NO2和0.10 mol CO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發生反應，在不同條件下，反應過程中部分物質的濃度變化狀況如下圖所示。

①下列說法正確的是___________（填序號）。

a.容器內的壓強不發生變化說明該反應達到平衡

b.當向容器中再充入0.20 mol NO時，平衡向正反應方向移動，K增大

c.升高溫度后，K減小，NO2的轉化率減小

d.向該容器內充入He氣，反應物的體積減小，濃度增大，所以反應速率增大

②計算產物NO在0～2 min內平均反應速率v（NO）=__________mol·L-1·min-1

③第4 min時改變的反應條件為__________________。

④計算反應在第6 min時的平衡常數K=________。若保持溫度不變，此時再向容器中充入CO、NO各0.060 mol，平衡將________移動（填“正向”、“逆向”或“不”）。

Answer 1

【答案】2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) ΔH=－759.8 kJ/molc0.015升溫1/36（或0.028）逆向

【解析】

（1）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+179.5kJ/mol；②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-112.3kJ/mol；依據圖象書寫得到熱化學方程式③NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=（134-368）KJ/mol=-234KJ/mol；由蓋斯定律②+③-①得到反應的熱化學方程式：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=-759.8KJ/mol；
（2）圖象分析可知反應為：NO2（g）+CO（g）NO（g）+CO2（g）；①a．反應前后氣體體積不變，當容器內的壓強不發生變化，不能說明該反應達到平衡，故a錯誤；b．當向容器中加再充入0.20mol NO時，平衡向逆反應方向移動，K值不變，故b錯誤；c．升高溫度后，K值減小，說明平衡逆向進行，NO2的轉化率減小，故c正確；d．向該容器內充入He氣，總壓增大，氣體分壓不變，所以反應反應速率不變，故d錯誤；故選c；
②產物NO在0～2min時平均反應速率v（NO）==0.015mol/Lmin；
③圖象分析可知4min后二氧化氮和一氧化碳濃度增大，一氧化氮和二氧化碳濃度減小，說明平衡逆向進行，反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，符合圖象變化；
④依據圖象分析，6min時平衡狀態下物質的濃度為c（NO2）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（NO）=0.02mol/L，c（CO2）=0.02mol/L，反應的平衡常數依據平衡常數概念計算，NO2（g）+CO（g）NO（g）+CO2（g），K==；若保持溫度不變，此時再向容器中充入CO、NO各0.060mol，濃度商計算Qc==＞K，平衡逆向進行。