Question

【題目】面對全球近期的氣候異常，環境問題再次成為焦點。SO2、NOx、CO2是對環境影響較大的氣體，對他們的合理控制和治理是優化我們生存環境的有效途徑。

(1)已知：H2O(g)=H2O(l)　 ΔH1=-Q1 kJ/mol

C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　 ΔH2=-Q2 kJ/mol

C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2 (g)+3H2O(g)　 ΔH3=-Q3 kJ/mol

則23g液態酒精完全燃燒并恢復至室溫放出的熱量為________________kJ。

(2)下表為反應2SO2(g)＋O2 (g)2SO3(g)的相應溫度下平衡常數的數值，由此得出該反應的ΔH__________0（填“>”“=”或“<”）。

T/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	2.6	1.9	1.0	0.7	0.6

(3)①已知：在2L密閉容器中，17℃、1.01×105Pa條件下，2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0的平衡常數K=13.3。當此反應達到平衡時，若n(NO2)=0.060mol，則c(N2O4)=_______(保留兩位有效數字)。

②若改變上述體系的某個條件，達到新的平衡后，測得混合氣體中c(NO2)=0.040mol/L，c(N2O4)=0.0070mol/L，則改變的條件是______________。

Answer 1

【答案】(Q3-Q2+3Q1) < 0.012 mol/L 升高溫度

【解析】

(1)依據蓋斯定律得出液體乙醇完全燃燒產生液體水的熱化學方程式，再計算23g乙醇燃燒放出的熱量；

(2)化學平衡常數只與溫度有關，根據溫度與化學平衡常數的變化關系判斷反應的熱效應；

(3)①根據平衡常數的含義結合平衡時c(NO2)，可計算出平衡時c(N2O4)；

②改變上述體系的某個條件，達到新的平衡后，根據c(NO2)、c(N2O4)，求出K值，K值減小，說明升高了溫度，平衡逆向移動。

(1)①H2O(g)=H2O(l)　 ΔH1=-Q1 kJ/mol

②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　 ΔH2=-Q2 kJ/mol

③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)　 ΔH3=-Q3 kJ/mol

③-②+①×3整理可得C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(Q3-Q2+3Q1) kJ/mol

23g酒精的物質的量是0.5mol，則其完全燃燒產生液體水放出熱量Q=(Q3-Q2+3Q1) kJ；

(2)根據表格數據可知，溫度升高，K減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，逆反應方向為吸熱反應，則該反應的正反應為放熱反應，所以ΔH<0；

(3)①平衡時n(NO2)=0.060mol，容器的容積為2L，所以平衡時NO2的濃度為c(NO2)=0.060mol÷2L=0.030mol/L，根據2NO2(g)N2O4(g)的化學平衡常數K==13.3，c(N2O4)=K×c2(NO2)= 0.012mol/L；

②改變上述體系的某個條件，達到新的平衡后，測得混合氣體中c(NO2)=0.040mol/L，c(N2O4)=0.0070mol/L，K=<13.3，K減小，說明升高了溫度，平衡逆向移動，導致化學平衡常數減小。