Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，研究NO2、NO、CO等大氣污染物處理對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)具有重要意義。

（1） 已知: ①NO2+COCO2+NO 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1（下同）

每1mol 下列物質(zhì)分解為氣態(tài)基態(tài)原子消耗能量分別為

NO2	CO	CO2	NO
812kJ	1076kJ	1490kJ	632kJ

②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+ 179.5 kJ /mol K2

③2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3

試寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染物氣體的熱化學(xué)方程式_______________________以及此熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K=________(用K1、 K2、K3表示)

（2）污染性氣體NO2與CO在一定條件下的反應(yīng)為：2NO2+4CO4CO2+N2，某溫度下，在1L密閉容器中充入0.1molNO2和0.2molCO，此時(shí)容器的壓強(qiáng)為1個(gè)大氣壓，5秒時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的，則反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí)CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=___________。

若此溫度下，某時(shí)刻測(cè)得NO2、CO、CO2、N2的濃度分別為amo/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L，要使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，a的取值范圍__________。

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol K = 0.008mol/(L·s) 0≤a＜0.8（或a＜0.8）

【解析】(1)①根據(jù)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，則反應(yīng)NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)△H1=(812+1076-1490-632)kJ/mol=234kJ/mol，②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+179.5kJ/mol，③2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，由③+①×2-②得反應(yīng)2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=△H3+△H1×2-△H2 =-112.3kJ/mol+(-234kJ/mo1)×2-179.5kJ/mol =-759.8kJ/mol，當(dāng)總反應(yīng)式相加時(shí)平衡常數(shù)相乘、相減時(shí)相除、成倍時(shí)為冪，則平衡常數(shù)K=，故答案為：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol； ；

(2)設(shè)達(dá)到平衡時(shí)NO2的濃度改變x，

2NO2 + 4CO4CO2 + N2

起始濃度(mol/L):0.1 0.2 0 0

改變濃度mol/L): x 2x 2x 0.5x

平衡濃度(mol/L):0.1-x 0.2-2x 2x 0.5x

故=，解得x=0.02mo/L，v(CO)= =0.008mol/(L·s)；K==，若此溫度下，某時(shí)刻測(cè)得NO2、CO、CO2、N2的濃度分別為amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L，要使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則Qc==<K=，解得a<0.8，a的取值范圍為0a<0.8，故答案為：0.008mol/(L·s)；0≤a＜0.8(或a＜0.8)。