Question

16．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）如圖是1mol NO₂氣體和1mol CO氣體反應生成CO₂氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1；
已知：N₂ （g）+2NO₂ （g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol^-1，
則反應：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g） 的△H=-760.3KJ/mol；
（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：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）；已知體系中n（NO₂）隨時間變化如下表：

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

①寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}{O}_{5}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$，已知：K₃₀₀⁰_C＞K₃₅₀⁰_C，則該反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）；
②反應達到平衡后，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AD
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

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學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化學平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值；溫度低，化學平衡常數(shù)大，則正反應放熱；
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，促進反應的正向移動即可．

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應熱化學方程式為：
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化學平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，即K=$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}{O}_{5}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$；溫度低，化學平衡常數(shù)大，則正反應放熱，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}{O}_{5}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）•c（{O}_{2}）}$；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：$\frac{9.92mol}{20mol}$×100%=49.6%；
A、該反應為放熱反應，降低溫度，化學平衡向右移動，故A正確；
B、反應氣體濃度不變，化學平衡不移動，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；
故答案為：AD．

點評 本題考查化學平衡影響因素、化學平衡的計算，題目計算量較大，難度中等，關鍵是構建平衡建立的等效途徑，注意從正、逆不同方向建立的等效平衡轉(zhuǎn)化率、反應熱的關系，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學計算能力．