Question

【題目】汽車尾氣中含有CO和NOx，減輕其對大氣的污染成為科研工作的熱點問題�；卮鹣铝袉栴}：

(1)已知下列熱化學方程式：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1，CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1。

則ΔH1=_________kJ·mol-1。

(2)用活化后的V2O5作催化劑，氨氣可將NO還原成N2。

①V2O5能改變反應速率是通過改變________實現(xiàn)的。

②在1L的剛性密閉容器中分別充入6 mol NO、6 mol NH3和適量O2，控制不同溫度，均反應tmin，測得容器中部分含氮氣體濃度隨溫度的變化如圖所示。NO濃度始終增大的原因可能是______。700K時，0~tmin內，體系中氨氣的平均反應速率為______（用含t的式子表示）。

(3)科學家研究出了一種高效催化劑，可以將CO和NO2兩者轉化為無污染氣體，反應的熱化學方程式為：2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g) +N2(g) ΔH<0。某溫度下，向10L恒容密閉容器中充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO，發(fā)生上述反應，隨著反應的進行，容器內的壓強變化如下表所示：

時間/min	0	2	4	6	8	10	12
壓強/kPa	75	73.4	71.96	70.7	69.7	68.75	68.75

在此溫度下，反應的平衡常數Kp =________kPa-1（Kp為以分壓表示的平衡常數）；若保持溫度不變，再將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍，則平衡________（填“右移” “左移”或“不移動”）。

Answer 1

【答案】-90.1 反應的活化能 NH3和O2反應生成NO 0.04 不移動

【解析】

(3)首先根據三段式法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度，其次計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數，根據分壓計算分式求出各氣體物質的分壓，再根據平衡常數計算公式代入計算。

(1)利用蓋斯定律，結合題意可知ΔH1=ΔH2+ΔH3=-49.0 kJ·mol-1+(-41.1kJ·mol-1)=-90.1kJ·mol-1，答案為：-90.1；

(2)①催化劑通過參與反應改變反應歷程，降低反應的活化能來提高反應速率，故答案為：反應的活化能；

②根據題意，NH3和O2可能發(fā)生反應：4NH3+5O24NO+6H2O，有NO生成，故NO的濃度始終增大。根據原子守恒可知，反應起始時，6molNO和6molNH3共有；700K時，n(NO)=3mol，n(N2)=4mol，則700K時，n(NH3)=，由此可知，Δn(NH3)=6mol-1mol=5mol，0~tmin內，體系中氨氣的平均反應速率為。答案為：NH3和O2反應生成NO；；

(3)由表中數據可知，向10L恒容密閉容器中充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO，10min時反應處于平衡狀態(tài)，體系內壓強由75kPa減少到68.75kPa，設平衡時轉化的NO2的物質的量濃度為2x，由題意可知，起始時，c(CO)=，c(NO2)=0.01molL-1。列三段式進行計算得：

則，即，解得：x=0.0025molL-1。則平衡時的n(NO2)=0.05mol，n(CO)=n(CO2)=0.1mol，n(N2)=0.025mol。根據p(A)=，，解得：Kp=0.04kPa-1。該溫度下，K=，若平衡后，再將CO、CO2氣體的濃度分別增加一倍，因為c(CO)=c(CO2)，則Qc=K，平衡不移動。答案為：0.04；不移動。