Question

6．氮氧化物和碳氧化合物的綜合治理是當(dāng)前的重要課題之一．
已知：ⅰ．NO（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
（1）NO₂（g）與CO（g）反應(yīng)生成兩種無(wú)毒氣體的熱化學(xué)方程式為2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1．
（2）反應(yīng)ⅰ的正反應(yīng)的活化能E＞△H₁（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）一定壓強(qiáng)下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ．達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，CO（g）的體積分?jǐn)?shù)增大 （填“增大”、“減少”或“無(wú)法確定”），原因?yàn)樯�高溫度，反�?yīng)i的平衡正向移動(dòng)，反應(yīng) ii的平衡逆向移動(dòng)，均使CO體積分?jǐn)?shù)增大．
（4）向起始溫度為t℃、容積為10L的恒容絕熱的密閉容器中充入2molNO（g）和1molCO₂（g），發(fā)生反應(yīng)ⅰ．5min時(shí)達(dá)到平衡．則：
①下列事實(shí)能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是AB  （填選項(xiàng)字母）
A．混合氣體溫度不變B．混合氣體的壓強(qiáng)不變
C．NO₂和CO的濃度之比為1：1    D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
②t℃時(shí)，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應(yīng)i．達(dá)到平衡的時(shí)間＜ 5min（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）在某密閉容器中充有10mol CO（g）和20mol NO（g），發(fā)生反應(yīng)ii，CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示．
①A、B、C 三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A、K_B、K_C的大小關(guān)系為K_A=K_B＞K_C；p₁和p₂的大小關(guān)系為p₂＞p₁．
②A點(diǎn)時(shí)．測(cè)得容器的體積為10L，則T₁℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為$\frac{1}{9}$．

Answer 1

分析 （1）：�。甆O（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
蓋斯定律計(jì)算得到ii-i×2得到NO₂（g）與CO（g）反應(yīng)生成兩種無(wú)毒氣體的熱化學(xué)方程式；
（2）反應(yīng)ⅰ的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的活化能大于其反應(yīng)吸收的熱量；
（3）一定壓強(qiáng)下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ．達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)i正向進(jìn)行，反應(yīng)ii逆向進(jìn)行；
（4）①平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，結(jié)合反應(yīng)特征和平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)；
②t℃時(shí)，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應(yīng)i．溫度恒定反應(yīng)速率大于恒溫絕熱容器；
（5）①對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素只有溫度，隨溫度升高CO轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行，溫度不變壓強(qiáng)增大平衡正向進(jìn)行CO轉(zhuǎn)化率增大；
②A點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率50%，結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算得到平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)．

解答 解：（1）�。甆O（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
蓋斯定律計(jì)算得到ii-i×2得到NO₂（g）與CO（g）反應(yīng)生成兩種無(wú)毒氣體的熱化學(xué)方程式：2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1，
故答案為：2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1；
（2）反應(yīng)ⅰNO（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的活化能大于其反應(yīng)吸收的熱量，
故答案為：＞；
（3）一定壓強(qiáng)下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ．達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)i的平衡正向移動(dòng)，反應(yīng) ii的平衡逆向移動(dòng)，均使CO體積分?jǐn)?shù)增大，
故答案為：增大；升高溫度，反應(yīng)i的平衡正向移動(dòng)，反應(yīng) ii的平衡逆向移動(dòng)，均使CO體積分?jǐn)?shù)增大；
（4）NO（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1 ，
①A．恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，混合氣體溫度不變，說(shuō)明反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，故A正確；
B．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，混合氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明文溫度不變，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．NO₂和CO的濃度之比為1：1 和反應(yīng)比相同，不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相同，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和氣體物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A B；
②t℃時(shí)，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應(yīng)i．溫度恒定反應(yīng)速率大于恒溫絕熱容器，達(dá)到平衡的時(shí)間＜5min，
故答案為：＜；
（5）ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
①化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度一定平衡常數(shù)不變，則K_A=K_B，該反應(yīng)放熱，溫度越高平衡逆向移動(dòng)，K值減小，則K_C＜K_A=K_B，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，可知P₁小于P₂，
故答案為：K_A=K_B＞K_C；  p₂＞p₁；
②A點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率50%，在某密閉容器中充有10mol CO（g）和20mol NO（g），發(fā)生反應(yīng)ii，
                              2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L）         2              1              0                 0
變化量（mol/L）        0.5       1×50%=0.5    0.25            0.5
平衡量（mol/L）       1.5            0.5            0.25            0.5
平衡常數(shù)K=$\frac{0．{5}^{2}×0.25}{0．{5}^{2}×1．{5}^{2}}$=$\frac{1}{9}$，
故答案為：$\frac{1}{9}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡影響因素分析判斷、平衡標(biāo)志的判斷、平衡常數(shù)和反應(yīng)速率的計(jì)算應(yīng)用、掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．