Question

【題目】氮氧化物和碳氧化合物的綜合治理是當前的重要課題之一。

已知：ⅰ.NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g) △H1=+234kJ·mol-1

ⅱ.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-745kJ·mol-1

(1)NO2(g)與CO(g)反應(yīng)生成兩種無毒氣體的熱化學(xué)方程式為______________。

(2)反應(yīng)ⅰ的正反應(yīng)的活化能E_____△H1(填“>”、“<”或“=”)。

(3)一定壓強下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ。達到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，CO(g)的體積分數(shù)________(填“增大”、“減少”或“無法確定”)，原因為_____________________。

(4)向起始溫度為t℃、容積為10L的恒容絕熱的密閉容器中充入2molNO(g)和1molCO2(g)，發(fā)生反應(yīng)ⅰ。5min時達到平衡。則：

①下列事實能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________(填選項字母)

A.混合氣體溫度不變 B.混合氣體的壓強不變

C. NO2和CO的濃度之比為1: 1 D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②t℃時，向另一容積為10 L的恒溫恒容的密閉容器中充入2 mol NO(g)和1 mol CO2(g)，發(fā)生反應(yīng)i。達到平衡的時間______5 min(填“>”、“<”或“=”)。

(5)在某密閉容器中充有10 mol CO(g)和20 mol NO(g)，發(fā)生反應(yīng)ii，CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如圖所示。

①A、B、C 三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為________；p1和p2的大小關(guān)系為__________。

②A點時.測得容器的體積為10 L，則T1℃時，該反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為____________。

Answer 1

【答案】 2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH＝-1213 kJ·mol-1 ＞ 增大 升高溫度，反應(yīng)i的平衡正向移動，反應(yīng)ii的平衡逆向移動，均使CO體積分數(shù)增大 A B ＜ KA=KB＞KC p2＞ p1 1/9

【解析】(1)已知：ⅰ.NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g) △H1=+234kJ·mol-1

ⅱ.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-745kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知ⅱ－ⅰ×2即得到NO2(g)與CO(g)反應(yīng)生成兩種無毒氣體的熱化學(xué)方程式為2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH＝-1213 kJ·mol-1。

(2)反應(yīng)ⅰ是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，因此正反應(yīng)的活化能E＞△H1。(3)反應(yīng)分別是吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)i的平衡正向移動，反應(yīng)ii的平衡逆向移動，均使CO體積分數(shù)增大。(4)①A.由于是絕熱恒容，因此混合氣體溫度不變時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A正確；B.反應(yīng)前后體積不變，但溫度變化，因此混合氣體的壓強不變時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，B正確；C. NO2和CO均是生成物，二者的濃度之比始終為1: 1，不能據(jù)此說明達到平衡狀態(tài)，C錯誤；D.反應(yīng)前后容積和氣體的質(zhì)量均不變，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，不能據(jù)此說明達到平衡狀態(tài)，D錯誤，答案選AB。②由于正反應(yīng)吸熱，如果保持溫恒容發(fā)生反應(yīng)i，則反應(yīng)過程中溫度高于保持絕熱恒容的容器，溫度高反應(yīng)速率快，所以反應(yīng)達到平衡的時間＜5 min。(5)①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，由于正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡常數(shù)減小，則A、B、C 三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為KA=KB＞KC；正反應(yīng)體積減小，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向進行，轉(zhuǎn)化率增大，所以p1＞p2。②A點時，測得容器的體積為10 L，轉(zhuǎn)化率是0.5，則根據(jù)方程式可知

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始量（mol） 20 10 0 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 5 5 2.5 5

平衡量（mol） 15 5 2.5 5

因此T1℃時，該反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為。