Question

6．為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物含量顯得尤為重要．氮氧化物研究
（1）一定條件下，將2mol NO與2mol O₂置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），下列各項(xiàng)能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是abc．
a．體系壓強(qiáng)保持不變                  b．混合氣體顏色保持不變
c．NO和O₂的物質(zhì)的量之比保持不變     d．每消耗1molO₂同時生成2molNO₂
（2）汽車內(nèi)燃機(jī)工作時會引起N₂和O₂的反應(yīng)：N₂+O₂═2NO，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一．在T₁、T₂溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N₂的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化如圖1所示，根據(jù)圖象判斷反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）的△H＞0（填“＞”或“＜”）．
（3）NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一．汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化如圖2所示：

寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡；
（2）根據(jù)圖2判斷的T₁、T₂大小，再根據(jù)平衡時氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)判斷溫度對平衡的影響；
（3）根據(jù)能量變化圖計(jì)算反應(yīng)熱，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和．

解答 解：（1）a．該反應(yīng)兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)不相等，在反應(yīng)沒有達(dá)到平衡時，氣體的物質(zhì)的量會發(fā)生改變，體系的壓強(qiáng)也要改變，如果壓強(qiáng)不變說明氣體的生成和消耗速率相等，反應(yīng)達(dá)到了平衡，故a正確；
b．反應(yīng)中NO₂是有色氣體，顏色不變說明NO₂的濃度不再改變，則反應(yīng)達(dá)到了平衡，故b正確；
c．NO和O₂的起始物質(zhì)的量相等，但化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，變化量就不相同，如果沒有達(dá)到平衡，NO和O₂ 的物質(zhì)的量之比會發(fā)生改變，不發(fā)生改變說明到達(dá)了平衡，故c正確；
d． O₂ 是反應(yīng)物，NO₂是生成物，不管在任何時候都有每消耗1 molO₂同時生成2 molNO₂，故d錯誤，
故選：abc；
（2）根據(jù)圖2判斷，T₂曲線先到達(dá)平衡，反應(yīng)速率大，溫度較高，而溫度升高，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)減小，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，升高溫度向吸熱方向進(jìn)行，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：△H＞0；
（3）該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)能量變化、反應(yīng)焓變的計(jì)算、主要是圖象分析判斷和依據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)焓變的知識熟練掌握，題目較簡單．