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，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一．
（1）圖是1mol NO₂氣體和1mol CO氣體反應(yīng)生成CO₂氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

；
已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ?mol^-1，則反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

；
（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20mol NO₂和5mol O₂發(fā)生反應(yīng)：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）；已知體系中n（NO₂）隨時間變化如表：

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)表達式：K=

 

，已知：K₃₀₀℃＞K₃₅₀℃，則該反應(yīng)是反應(yīng)

 

（填“放熱”或“吸熱”）；
②反應(yīng)達到平衡后，NO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

，若要增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有

 

．
A．降低溫度  B．充入氦氣，使體系壓強增大  C．再充入NO₂ D．再充入4mol NO₂和1mol O₂．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進行書寫；然后根據(jù)蓋斯定律來解答；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值；溫度低，化學(xué)平衡常數(shù)大，則正反應(yīng)放熱；
②NO₂轉(zhuǎn)化率為已轉(zhuǎn)化的NO₂物質(zhì)的量與起始物質(zhì)的量的百分比；增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，促進反應(yīng)的正向移動即可；

解答： 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1 ①
又有N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ?mol^-1②
將2①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-760.3KJ/mol．
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；-760.3KJ/mol
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，即K=

c2(N2O5)

c4(NO2)?c(O2)

；溫度低，化學(xué)平衡常數(shù)大，則正反應(yīng)放熱，故答案為：

c2(N2O5)

c4(NO2)?c(O2)

，放熱；
②轉(zhuǎn)化的NO₂的物質(zhì)的量為20mol-10.08mol=9.92mol，轉(zhuǎn)化率為

9.92mol

20mol

×100%=49.6%；
A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡向右移動，故A正確；
B、反應(yīng)氣體濃度不變，化學(xué)平衡不移動，故B錯誤；
C、再充入NO₂，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量增大，但是起始的物質(zhì)的量增大較多，轉(zhuǎn)化率降低，故C錯誤；
D、加入氣體比例與原平衡NO₂的轉(zhuǎn)化率相同，由于加入氣體后，體系壓強增大，NO₂的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故選AD；

點評：本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡的計算，題目計算量較大，難度較大，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的等效途徑，中注意從正、逆不同方向建立的等效平衡轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)熱的關(guān)系．