Question

【題目】汽車尾氣中排放的NxOy和CO，科學(xué)家尋找高效催化劑實(shí)現(xiàn)大氣污染物轉(zhuǎn)化： 2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H1
（1）已知：CO的燃燒熱△H2=﹣283kJmoL﹣1 ． 幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	N≡N鍵	O=O鍵	N O鍵
鍵能kJ/mol﹣1	945	498	630

已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H3 ， 則：△H1= ．
（2）CO與空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池（石墨為電極），若放電后電解質(zhì)溶液中離子濃度大小順序?yàn)?c（K+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣），則負(fù)極的反應(yīng)式為；
（3）在一定溫度下，向2L的密閉容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng) 4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g）△H＜0，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	0min	5min	10min	15min	20min
c（NO2）	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c（N2）	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①5～10min，用CO的濃度變化表示的反應(yīng)速率為：
②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A．2n正（NO2）=n逆（N2） B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
C．氣體密度不變D．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變
③20min時(shí)，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，在t1時(shí)刻再次達(dá)到平衡時(shí)，NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)（填“變大”、“變小”或“不變”）．
④計(jì)算此溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K=
⑤在上述平衡的基礎(chǔ)上，在時(shí)間t2、t3時(shí)改變反應(yīng)的某一條件，反應(yīng)速率的變化如圖所示，則在t3時(shí)刻改變的反應(yīng)條件是：；在時(shí)間15﹣20，t1﹣t2 ， t2﹣t3 ， t4﹣t5時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3、K4 ， 請(qǐng)比較各平衡常數(shù)的大小關(guān)系： ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣749kJ?moL﹣1
（2）2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O
（3）0.056mol/（L．min）；BD；變大；0.11；降低溫度；K1=K2=K3＜K4
【解析】解：（1）焓變=反應(yīng)物鍵能總和﹣生成物鍵能總和，則反應(yīng)①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H3=945kJ/mol+498kJ/mol﹣630kJ/mol×2=+183 kJmoL﹣1 ， CO的燃燒熱△H2=﹣283kJmoL﹣1 ， 即2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566kJ/mol ②，②﹣①得到2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），所以2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），△H1=﹣566kJ/mol﹣183 kJmoL﹣1=﹣749kJmoL﹣1 ， 所以答案是：﹣749kJmoL﹣1；（2）CO與空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池中，負(fù)極上CO發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)離子濃度大小關(guān)系，得到電極反應(yīng)式為；2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O，所以答案是：2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O；（3）①根據(jù)速率之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（CO）=4v（N2）=4× =0.056mol/（L．min），所以答案是：0.056mol/（L．min）；②A．2n正（NO2）=n逆（N2），速率之比不等于計(jì)量數(shù)之比，故錯(cuò)誤；
B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
C．氣體密度一直不變，故錯(cuò)誤；
D．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；故選：BD；
③20min時(shí)，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率變大，所以答案是：變大；
④

	4CO（g）+	2NO2（g）	N2（g）+	4CO2（g）
初起濃度：	2	2	0	0
變化濃度：	1	0.5	0.25	1
平衡濃度：	1	1.5	0.25	1

所以K= =0.11，所以答案是：0.11；
⑤t3時(shí)刻反應(yīng)速率都減小，平衡正向移動(dòng)，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以降低溫度；平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高K值減小，其中15﹣20是增大壓強(qiáng)，t1﹣t2是使用催化劑，t2﹣t3時(shí)降低溫度，t4﹣t5時(shí)溫度不變，所以K1、K2、K3、K4的大小關(guān)系為：降低溫度；K1=K2=K3＜K4 ．
【考點(diǎn)精析】掌握反應(yīng)熱和焓變和化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征是解答本題的根本，需要知道在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱；化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．