Question

【题目】汽车排放的尾气是大气污染气体之一。如何减少污染气体的排放是科学家研究的热门课题。请回答下列问题：

(1)已知：CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1，N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH= +64kJ·mol-1，则NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=____kJ·mol-1，若该反应中有14g还原剂发生反应，则转移电子___mol。

(2)使汽车排放的CO和NO在一定条件下发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，可有效地减少空气污染。若在一定温度下，将6mol NO、8mol CO充入10L固定容积的容器中发生上述反应，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。

①该反应的化学平衡常数K=___。NO的平衡转化率=____。

②15min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是___(填标号)。

a.缩小容器体积 b.增加CO2的量 c.体积不变通入少量氩气 d.加入催化剂

③当NO与CO的起始浓度相等时，体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示，则下列说法正确的是____ (填标号)。

A．该反应ΔH<0

B．p1<p2<p3

C．升高温度正反应速率减小，逆反应速率增大

D．温度不变，增大压强，平衡常数增大

④以下说法中能判断反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡的是____(填标号)。

A．反应物和生成物的物质的量相等

B．单位时间内生成1mol NO同时生成1mol CO2

C．混合气体压强不再发生变化

D．NO的浓度不再变化

⑤向反应容器中再分别充入下列气体，能使NO转化率增大的是____(填标号)。

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的燃烧热为283.0kJ·mol-1，则CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3= -283.0kJ/mol，根据盖斯定律分析解答；

(2)①根据图像，反应达到平衡状态时，c(CO)=0.4mol/L，结合2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，计算出平衡时各物质的浓度再计算K；②根据图像，15min时，改变反应条件，导致CO浓度逐渐增大。根据平衡移动的影响因素分析判断；③根据温度和压强对平衡的影响分析判断；④根据平衡状态的特征分析判断；⑤根据浓度对平衡的影响分析判断。

(1)①CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1，热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3= -283.0kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH= +64kJ/mol，根据盖斯定律，将①×2-②×得：NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=(-283.0kJ/mol)×2-(+64 kJ/mol)×= -598kJ·mol-1，反应的还原剂为CO，14g CO的物质的量为=0.5mol，转移电子1mol；

(2)①根据图像，反应达到平衡状态时，c(CO)=0.4mol/L，即反应的CO为8 mol-0.4mol/L×10L=4mol，根据2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，反应的NO为4mol，生成的N2、CO2分别为2mol、4mol，则平衡时c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，c(NO)==0.2mol/L，K==5 Lmol-1，NO的平衡转化率=×100%=66.7%；

②根据图像，15min时，改变反应条件，导致CO浓度逐渐增大。

a. 缩小容器体积，CO会突然增大，与原图像不连接，故a错误；

b. 增加CO2的量，平衡逆向移动，CO浓度逐渐增大，故b正确；

c. 体积不变通入少量氩气，平衡不移动，CO浓度不变，故c错误；

d. 加入催化剂，平衡不移动，CO浓度不变，故d错误；

故答案为：b；

③A．根据图像，升高温度，NO的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH<0，故A正确；

B．根据2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，温度相同是，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3，故B错误；

C．升高温度正、逆反应速率均增大，故C错误；

D．温度不变，平衡常数不变，故D错误；

故答案为：A；

④A．反应物和生成物的物质的量相等，不能说明物质的量不变，不能判断是否为平衡状态，故A错误；

B．单位时间内生成1mol NO同时生成1ml CO2，说明正逆反应速率相等，为平衡状态，故B正确；

C．2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)为气体的物质的量发生变化的反应，混合气体压强不再发生变化，说明物质的量不变，能够说明达到平衡状态，故C正确；

D．NO的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确；

故答案为：BCD；

⑤A．充入O2，发生2NO + O2=2NO2，NO浓度降低，平衡逆向移动，NO转化率减小，故A错误；

B．充入N2，生成物浓度增大，平衡逆向移动，NO转化率减小，故B错误；

C．充入CO，平衡正向移动，NO转化率增大，故C正确；

D．充入NO，NO转化率减小，故D错误；

故答案为：C。