Question

17．減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一．
（1）如圖是1mol NO₂氣體和1mol CO氣體反應生成CO₂氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；
已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1，
則反應：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g） 的△H=-760.3kJ•mol^-1
（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20mol NO₂和5mol O₂發(fā)生反應：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）；已知體系中n（NO₂）隨時間變化如下表：

t（s）	0	500	1000	1500
n（NO2）（mol）	20	13.96	10.08	10.08

①已知：K（300℃）＞K（350℃），則該反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）
②反應達到平衡后，NO₂的轉(zhuǎn)化率為49.6%，若要增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有D
A．升高溫度 B．恒容充入氦氣  C．恒容再充入NO₂  D．把恒容改為恒壓，其它條件相同．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，可得熱化學方程式：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1 ①
又已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1②
根據(jù)蓋斯定律，2×①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），反應熱也進行相應計算；
（2）①已知K（300℃）＞K（350℃），說明降低溫度平衡正向移動，而降低溫度平衡向放熱反應方向移動；
②轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；若要增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，應改變條件使平衡正向移動，但不能只增大NO₂的用量，否則其轉(zhuǎn)化率會降低．

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，可得熱化學方程式：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1 ①
又已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1②
根據(jù)蓋斯定律，2×①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），△H=（-234kJ/mol）×2-（+292.3kJ•mol^-1）=-760.3kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；-760.3kJ•mol^-1；
（2）①已知：K（300℃）＞K（350℃），說明降低溫度平衡正向移動，而降低溫度平衡向放熱反應方向移動，故該反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
②1000s時處于平衡狀態(tài)，平衡時轉(zhuǎn)化的二氧化氮為（20-10.08）mol=9.92mol，故二氧化氮的轉(zhuǎn)化率=$\frac{9.92mol}{20mol}$×100%=49.6；
A．該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故A錯誤；
B．恒容充入氦氣，使體系壓強增大，但反應體系中各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動，所以二氧化氮轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C．恒容再充入NO₂，平衡正向移動，但轉(zhuǎn)化率降低，故C錯誤；
D．把恒容改為恒壓，其它條件相同，與恒容相比增大壓強，平衡正向移動，二氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：49.6%；D．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、熱化學方程式及反應熱計算，注意平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)及其單位與方程式中化學計量數(shù)有關，難度中等．