Question

8．車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住保�活性炭可處理大氣污染物NO．在5L密閉容器中加入NO和活性炭（假設(shè)無雜質(zhì)），一定條件下生成氣體E和F．當(dāng)溫度分別在T₁和T₂時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量（n/mol）如表：

物質(zhì) T/℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.10	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

（1）寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式C+2NO?N₂+CO₂；
（2）計(jì)算上述反應(yīng)T₁℃時(shí)的平衡常數(shù)K₁=4；
（3）上述反應(yīng)T₁℃時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1molNO氣體，則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為80%；
（4）如圖為在T₁℃達(dá)到平衡后在t₂、t₃、t₄、t₅時(shí)改變某一個(gè)反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且所改變的條件均不同．已知t₃-t₄階段為使用催化劑．請(qǐng)判斷該反應(yīng)△H＜0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，C、NO、E、F的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為（3.000-2.960）：（0.10-0.020）：0.040：0.040=1：2：1：1，反應(yīng)中C被氧化，結(jié)合原子守恒可知，生成為N₂與CO₂；
（2）計(jì)算各氣體的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（3）反應(yīng)C+2NO?N₂+CO₂是一個(gè)氣體體積不變的反應(yīng)，而反應(yīng)物只有一種，故加入NO氣體，建立的平衡和原平衡為等效平衡；
（4）t₂、t₃、t₄、t₅時(shí)改變某一種反應(yīng)條件，所改變的條件均不同，可以判斷每一時(shí)刻改變的條件．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，C、NO、E、F的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為（3.000-2.960）：（0.10-0.020）：0.040：0.040=1：2：1：1，反應(yīng)中C被氧化，結(jié)合原子守恒可知，生成為N₂與CO₂，且該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)方程式為C+2NO?N₂+CO₂，
故答案為：C+2NO?N₂+CO₂；
（2）平衡時(shí)c（NO）=$\frac{0.020mol}{2L}$=0.010mol/L，c（N₂）=c（CO₂）=$\frac{0.040mol}{2L}$=0.020mol/L，故T₁℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K₁=$\frac{0.020×0.020}{0.01{0}^{2}}$=4，
故答案為：4； 
（3）反應(yīng)C+2NO?N₂+CO₂是一個(gè)氣體體積不變的反應(yīng)，而反應(yīng)物只有一種，故加入NO氣體，建立的平衡和原平衡為等效平衡，原平衡中NO轉(zhuǎn)化率為 $\frac{0.10-0.020}{0.10}$=80%，則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為80%，
故答案為：80%； 
（4）改變的條件均不同，t₅時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，故t₅時(shí)刻改變條件為升溫，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，T₁＜T₂，該反應(yīng)△H＜0，
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、化學(xué)反應(yīng)速率、影響化學(xué)平衡的因素，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合利用、注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．