Question

17．已知：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ•mol^-1．請(qǐng)回答下列問題：
（1）對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡分壓p（B）代替平衡時(shí)物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度c（B）也可表示平衡常數(shù)，記作K_p，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=$\frac{p（{N}_{2}）•p^2（•C{O}_{2}）}{p^2（NO）•p^2（CO）}$．
（2）一定溫度下，向密閉容器中充入一定量NO和CO．在t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)n（NO）=2a mol，n（CO）=a mol，n（N₂）=b mol．
①若保持體積不變，再向容器中充入a mol NO，2b mol CO₂，則此時(shí)v_正＜v_逆（填“＞”、“=”或“＜”）；
②在t₂時(shí)刻，將容器迅速壓縮到原容積的一半，在其它條件不變的情況下，t₃時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài)．請(qǐng)?jiān)趫D甲中補(bǔ)充畫出t₂-t₃-t₄時(shí)段N₂物質(zhì)的量的變化曲線．


（3）某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖乙所示．請(qǐng)判斷若不使用CO，NO直接分解為N₂的反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（4）已知：
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
請(qǐng)寫出表示C（s）的燃燒熱的熱化學(xué)方程式C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目信息，K_p等于生成物平衡分壓冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡分壓冪次方乘積；
（2）①根據(jù)三段式表示出平衡時(shí)反應(yīng)各組分的量，比較反應(yīng)的平衡常數(shù)k與Qc的大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
②在其它條件不變的情況下在t₂時(shí)刻，將容器迅速壓縮到原容積的一半，瞬間氮?dú)馕镔|(zhì)的量不變，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氮?dú)馕镔|(zhì)的量增大到平衡時(shí)保持不變；
（3）若不使用CO，溫度超過775K左右，NO的分解率降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
（4）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
③2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律：（①+③+②）÷2可得：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）．

解答 解：（1）根據(jù)題目信息，K_p等于生成物平衡分壓冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡分壓冪次方乘積，則2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的K_p=$\frac{p（{N}_{2}）•p^2（C{O}_{2}）}{p^2（NO）•p^2（CO）}$；
故答案為：$\frac{p（{N}_{2}）•p^2（C{O}_{2}）}{p^2（NO）•p^2（CO）}$；
（2）①設(shè)容器為1L，一定溫度下，向密閉容器中充入一定量NO和CO．在t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)n（NO）=2a mol，n（CO）=a mol，n（N₂）=b mol，根據(jù)三段式；
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol）：2a+2b   a+2b     0        0
變化量（mol）：2b       2b      b       2b
平衡量（mol）：2a       a       b       2b
則此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)k=$\frac{（2b^2）•b}{（2a）^2•a^2}$=$\frac{b^3}{{a}^{4}}$，保持體積不變，再向容器中充入a mol NO，2b mol CO₂，此時(shí)反應(yīng)的濃度商Qc=$\frac{（2b+2b）^2•b}{（2a+a）^2•a^2}$=$\frac{16b^3}{9{a}^{4}}$＞k，說明反應(yīng)向著逆方向進(jìn)行；v_正＜v_逆；
故答案為：＜；
②在其它條件不變的情況下在t₂時(shí)刻，將容器迅速壓縮到原容積的一半，瞬間氮?dú)馕镔|(zhì)的量不變，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氮?dú)馕镔|(zhì)的量增大到平衡時(shí)保持不變，t₂-t₃-t₄時(shí)段N₂物質(zhì)的量的變化曲線為：；
故答案為：
（3）若不使用CO，溫度超過775K左右，NO的分解率降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
故答案為：放熱；
（4）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
③2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，（①+③+②）÷2可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393KJ•mol^-1，
故答案為：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393KJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)、熱化學(xué)方程式的書寫．難度中等．根據(jù)圖象分析出分解率的變化特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵．