Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，減少N的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一．
（1）如圖1，是1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；
（2）一定溫度下，在2L密閉容器中NO₂和O₂可發(fā)生下列反應(yīng)：4NO₂（g）+O₂ （g）?2N₂O₅（g）；已知體系中n（NO₂）隨時(shí)間變化如下表：

t（s）	0	500	1000	1500
n（NO2）（mol）	20	13.96	10.08	10.08

①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

，已知：K_300℃＞K_350℃，則該反應(yīng)是

 

熱反應(yīng)．
②反應(yīng)達(dá)到平衡后，NO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

，此時(shí)若再通入一定量氮?dú)�，則NO₂的轉(zhuǎn)化率將

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）；
③如圖2，表示N₂O₅ 的濃度的變化曲線是

 

； 用O₂表示從0～500s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=

 

．
（3）下列各項(xiàng)能作為判斷N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的是

 

（填序號(hào)字母）．
A．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2       
B．2v（N₂）_（正）=v（H₂）_（逆）
C．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                         
D．混合氣體的密度保持不變．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)能量變化圖，反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能；
（2）①根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫來(lái)解答；根據(jù)升高溫度平衡常數(shù)減小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，再根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響；
②根據(jù)表格可知1000S時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式求解；根據(jù)再通入一定量氮?dú)�，沒(méi)有引起體系中4NO₂（g）+O₂ （g）?2N₂O₅（g）各物質(zhì)濃度的變化；
③根據(jù)反應(yīng)物的濃度在減少，生成物的濃度再增加，以及利用系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比來(lái)求解；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=

△c

△t

，利用表格數(shù)據(jù)來(lái)求NO₂的速率，然后利用系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比來(lái)求O₂的速率；
（3）根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷．

解答： 解：（1）該反應(yīng)的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為：NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-234kJ?mol^-1；
故答案為：NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次方之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次方之積，所以K=

c2(N 2O5)

c4(NO 2)c(O2)

；升高溫度平衡常數(shù)減小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，而升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，所以逆反應(yīng)吸熱，則正反應(yīng)放熱，故答案為：

c2(N 2O5)

c4(NO 2)c(O2)

；放；
②根據(jù)表格可知1000S時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，已反應(yīng)的NO₂為：20mol-10.08mol=9.92mol，NO₂的轉(zhuǎn)化率為

9.92mol

20mol

×100%=49.6%；再通入一定量氮?dú)猓瑳](méi)有引起體系中4NO₂（g）+O₂ （g）?2N₂O₅（g）各物質(zhì)濃度的變化，所以平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：49.6%；不變；
③因反應(yīng)物的濃度在減少，生成物的濃度再增加，根據(jù)方程式可知O₂是NO₂的反應(yīng)速率的

1

4

，N₂O₅和NO₂的反應(yīng)速率的

1

2

，則a為NO₂的變化曲線；c為N₂O₅的變化曲線，d為氧氣的變化曲線，0～500s內(nèi)反應(yīng)的平均速率v（NO₂）=

20mol-13.96mol 2L

500S

=6.04×10^-3mol/（L?s），v（O₂）=v（NO₂）×

1

4

=1.51×10^-3mol/（L?s），
故答案為：c；1.51×10^-3mol/（L?s）；
（3）A、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤．
C、容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故D錯(cuò)誤．
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等，題目較為綜合，難度中等，注意做題方法、判斷規(guī)律的積累．