Question

11．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）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)生如下反應(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)的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{c{\;}^{2}（N{\;}_{2}O{\;}_{5}）}{{c}^{4}（NO{\;}_{2}）•c（O{\;}_{2}）}$．
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BC．
A．再充入NO₂        B．再充入4mol NO₂和1mol O₂
C．降低溫度         D．充入氦氣
③圖1中表示N₂O₅的濃度的變化曲線是c；

（2）圖2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；又已知：
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-760.3kJ•mol^-1，
則反應(yīng)：N₂ （g）+2NO₂ （g）?4NO（g） 的△H=+292.3kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）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；
③N₂O₅為生成物且反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)不可能進行到底，以此判斷表示N₂O₅的濃度的變化曲線；
（2）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，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則書寫；利用寫出的熱化學(xué)方程式，結(jié)合給出的熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律，獲得答案；

解答 解：（1）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=$\frac{c{\;}^{2}（N{\;}_{2}O{\;}_{5}）}{{c}^{4}（NO{\;}_{2}）•c（O{\;}_{2}）}$；溫度低，化學(xué)平衡常數(shù)大，則正反應(yīng)放熱，
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（N{\;}_{2}O{\;}_{5}）}{{c}^{4}（NO{\;}_{2}）•c（O{\;}_{2}）}$，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$\frac{9.92mol}{20mol}$=49.6%；
A、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A錯誤；
B、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B正確；
C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡向右移動，故C正確；
D、反應(yīng)氣體濃度不變，化學(xué)平衡不移動，故D錯誤；
故選BC；
③N₂O₅為生成物濃度增大，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進行到底，即N₂O₅的濃度不可能達到5mol/L，故選c；
（2）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：①NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；②2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），△H=-760.3kJ•mol^-1，反應(yīng)①×2-②，可得到：N₂ （g）+2NO₂ （g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1，
故答案為：+292.3kJ•mol^-1．

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．