Question

10．近幾年，大氣污染越來越嚴(yán)重，霧霾天氣對(duì)人們的生活、出行、身體健康產(chǎn)生許多不利的影響．汽車尾氣是主要的大氣污染源．降低汽車尾氣危害的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生的反應(yīng)為：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
（1）已知：如圖1

則2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=2a+2b-2c-dkJ•mol^-1（用含a、b、c、d的式子表示）．
（2）某溫度下，向容積為1L的容器中充入3mol NO和 1mol CO，NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖2所示．
回答下列問題：
①該溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{15}{128}$，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%．
②A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率υ_逆（CO）＜B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率υ_逆（NO） （填“＞”、“＜”或“=”）．
③達(dá)平衡后，將容器的容積擴(kuò)大一倍，下列說法正確的是B
A．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)     B．CO的體積分?jǐn)?shù)增大
C．平衡常數(shù)減小            D．一氧化碳的濃度增大．

Answer 1

分析 （1）2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；
（2）①該溫度下，由圖象可知達(dá)到平衡時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為20%，則NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為：3mol×20%=0.6mol，根據(jù)反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）可知：CO轉(zhuǎn)化了0.6mol，反應(yīng)生成氮?dú)�、二氧化碳分別為0.3mol，0.6mol，則平衡時(shí)各物質(zhì)濃度分別為：c（NO）=$\frac{3mol-0.6mol}{1L}$=2.4mol/L、c（CO）=$\frac{1mol-0.6mol}{1L}$=0.4mol/L、c（N₂）=$\frac{0.3mol}{1L}$=0.3mol/L、c（CO₂）=$\frac{0.6mol}{1L}$=0.6mol/L，然后根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算即可；平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應(yīng)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{反應(yīng)前總物質(zhì)的量}$×100%；
②根據(jù)隨著反應(yīng)時(shí)行反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小判斷A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率逆V_逆（CO）與B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率V_逆（NO）大小；
③達(dá)平衡后，將容器的容積擴(kuò)大一倍，相當(dāng)于減小了壓強(qiáng)，平衡向體積增大方向移動(dòng)，即向逆方向移動(dòng)，據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：（1）2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，根據(jù)圖1可知該反應(yīng)的焓變?yōu)椋骸鱄=（2a+2b-2c-d0kJ/mol，
故答案為：2a+2b-2c-d；
（2）①該溫度下，由圖象可知達(dá)到平衡時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為20%，則NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為：3mol×20%=0.6mol，根據(jù)反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）可知：CO轉(zhuǎn)化了0.6mol，反應(yīng)生成氮?dú)狻⒍�氧化碳分別為0.3mol，0.6mol，則平衡時(shí)各物質(zhì)濃度分別為：c（NO）=$\frac{3mol-0.6mol}{1L}$=2.4mol/L、c（CO）=$\frac{1mol-0.6mol}{1L}$=0.4mol/L、c（N₂）=$\frac{0.3mol}{1L}$=0.3mol/L、c（CO₂）=$\frac{0.6mol}{1L}$=0.6mol/L，
將數(shù)據(jù)代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式可得：K=$\frac{0.3×0．{6}^{2}}{2．{4}^{2}×0．{4}^{2}}$=$\frac{15}{128}$；
平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.6mol}{1mol}$×100%=60%，
故答案為：$\frac{15}{128}$；60%；
②由于隨著反應(yīng)時(shí)行反應(yīng)物濃度減小，速率減小，故A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率逆V_逆（CO）小于B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率V_逆（NO），
故答案為：＜；
③達(dá)平衡后，將容器的容積擴(kuò)大一倍，相當(dāng)于減小了壓強(qiáng)，平衡向體積增大方向移動(dòng)，即向逆方向移動(dòng)，
A．根據(jù)分析可知，平衡向著逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．平衡向著逆向移動(dòng)，則CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故B正確；
C．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，則平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；
D．由于體積的增大比一氧化碳的物質(zhì)的量增大還要大，則濃度會(huì)減小，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)鍵斷裂、形成中的能力變化與焓變之間的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．