Question

(本題8分)汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一。已知：

①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1 ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2

③CO2(g)CO(g)+1/2O2(g) ΔH3 ④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH4

請完成以下問題：

（1）請根據(jù)反應(yīng)①②③，確定反應(yīng)④中ΔH4= 。

（2）根據(jù)圖1，反應(yīng)④的熱化學(xué)方程式為： 。

該反應(yīng)在 （填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）下有利于該反應(yīng)正向自發(fā)。

（3）圖2表示反應(yīng)④的反應(yīng)物NO、CO的起始物質(zhì)的量比、溫度對平衡時CO2的體積分數(shù)的影響。

①W、Y、Z三點的平衡常數(shù)的大小關(guān)系為： ， X、Y、Z三點，CO的轉(zhuǎn)化率由大到小的順序是 。

②T1℃時，在1L密閉容器中，0．1molCO和0．1molNO，達到Y(jié)點時，測得NO的濃度為0．02mol/L，則此溫度下平衡常數(shù)K= （算出數(shù)值）。若此溫度下，某時刻測得CO、NO、N2、CO2的濃度分別為0．01 mol/L、a mol/L、0．01 mol/L、0．04 mol/L，要使反應(yīng)向正方向進行，a的取值范圍為 。

（4）恒溫恒容時，反應(yīng)④中NO、CO按一定比例投料，反應(yīng)過程中CO濃度隨時間的變化關(guān)系如圖3所示，請在同一圖中繪出N2濃度隨時間的變化曲線。

 

 

Answer 1

（1）ΔH4 =－ΔH1－2ΔH3（1分）

（2）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH4 =－745KJ/mol（1分） 低溫（1分）

（3）①Kw>Ky=Kz（1分） Z>Y>X （1分） ②K=1600（1分） a>0．01（1分）

（4）

 

【解析】

試題分析：（1）①N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H1 ②2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H2 ③CO2（g）?CO（g）+O2（g）△H3依據(jù)蓋斯定律計算③×2+①得到N2（g）+2CO2（g）=2CO（g）+2NO（g）△H=△H1+2△H3；改變反應(yīng)方向得到反應(yīng)④的熱化學(xué)方程式為：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H4 =-△H1-2△H3；故答案為：-△H1-2△H3；（2）圖象分析，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=145KJ/mol-890KJ/mol=-745KJ/mol，熱化學(xué)方程式為：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-745KJ/mol；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，△S＜0，低溫下△H-T△S＜0；故答案為：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-745KJ/mol；低溫；（3）①圖象分析，反應(yīng)物NO、CO的起始物質(zhì)的量比一定，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高平衡逆向進行，二氧化碳體積分數(shù)減小，T1＞T2；溫度一定，隨反應(yīng)物NO、CO的起始物質(zhì)的量比增大，X-Y反應(yīng)正向進行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率X＜Y，Y-Z平衡正向進行，一氧化氮增大會提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，則Y＜Z，X、Y、Z三點，CO的轉(zhuǎn)化率的從大到小的順序Z＞Y＞X；故答案為：＞；Z＞Y＞X；②T1℃時，在1L的密閉容器中，充入0．1mol CO和0．1mol NO，達到Y(jié)點時，測得NO的濃度為0．02mol?L-1，

2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）

起始量（mol/L） 0．1 0．1 0 0

變化量（mol/L） 0．08 0．08 0．04 0．08

平衡量（mol/L） 0．02 0．02 0．04 0．08

則此溫度下平衡常數(shù)K==1600，某時刻測得CO、NO、N2、CO2的濃度分別為0．01mol?L-1、a mol?L-1、0．01mol?L-1、0．04mol?L-1，要使反應(yīng)向正方向進行Q＜K=1600，Q=<1600，a>0．01

考點：化學(xué)平衡的有關(guān)計算