Question

17．減少氮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）如圖是1mol NO₂氣體和1mol CO氣體反應(yīng)生成CO₂氣體和NO氣體過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；
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=-760.3kJ•mol^-1
（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(shí)間變化如下表：

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

①已知：K（300℃）＞K（350℃），則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）
②反應(yīng)達(dá)到平衡后，NO₂的轉(zhuǎn)化率為49.6%，若要增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有D
A．升高溫度 B．恒容充入氦氣  C．恒容再充入NO₂  D．把恒容改為恒壓，其它條件相同．

Answer 1

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，可得熱化學(xué)方程式：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1 ①
又已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1②
根據(jù)蓋斯定律，2×①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算；
（2）①已知K（300℃）＞K（350℃），說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng)，而降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
②轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；若要增大NO₂的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡正向移動(dòng)，但不能只增大NO₂的用量，否則其轉(zhuǎn)化率會(huì)降低．

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，可得熱化學(xué)方程式：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1 ①
又已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1②
根據(jù)蓋斯定律，2×①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），△H=（-234kJ/mol）×2-（+292.3kJ•mol^-1）=-760.3kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；-760.3kJ•mol^-1；
（2）①已知：K（300℃）＞K（350℃），說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng)，而降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
②1000s時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的二氧化氮為（20-10.08）mol=9.92mol，故二氧化氮的轉(zhuǎn)化率=$\frac{9.92mol}{20mol}$×100%=49.6；
A．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故A錯(cuò)誤；
B．恒容充入氦氣，使體系壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動(dòng)，所以二氧化氮轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；
C．恒容再充入NO₂，平衡正向移動(dòng)，但轉(zhuǎn)化率降低，故C錯(cuò)誤；
D．把恒容改為恒壓，其它條件相同，與恒容相比增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：49.6%；D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱計(jì)算，注意平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)及其單位與方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，難度中等．