Question

6．氮氧化物和碳氧化合物的綜合治理是當前的重要課題之一．
已知：�。甆O（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
（1）NO₂（g）與CO（g）反應生成兩種無毒氣體的熱化學方程式為2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1．
（2）反應ⅰ的正反應的活化能E＞△H₁（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）一定壓強下，密閉容器中發(fā)生反應ⅰ和反應ⅱ．達到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，CO（g）的體積分數增大 （填“增大”、“減少”或“無法確定”），原因為升高溫度，反應i的平衡正向移動，反應 ii的平衡逆向移動，均使CO體積分數增大．
（4）向起始溫度為t℃、容積為10L的恒容絕熱的密閉容器中充入2molNO（g）和1molCO₂（g），發(fā)生反應ⅰ．5min時達到平衡．則：
①下列事實能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是AB  （填選項字母）
A．混合氣體溫度不變B．混合氣體的壓強不變
C．NO₂和CO的濃度之比為1：1    D．混合氣體的平均相對分子質量不變
②t℃時，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應i．達到平衡的時間＜ 5min（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）在某密閉容器中充有10mol CO（g）和20mol NO（g），發(fā)生反應ii，CO的平衡轉化率（α）與溫度（T）、壓強（p）的關系如圖所示．
①A、B、C 三點的平衡常數K_A、K_B、K_C的大小關系為K_A=K_B＞K_C；p₁和p₂的大小關系為p₂＞p₁．
②A點時．測得容器的體積為10L，則T₁℃時，該反應平衡常數K的值為$\frac{1}{9}$．

Answer 1

分析 （1）：�。甆O（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
蓋斯定律計算得到ii-i×2得到NO₂（g）與CO（g）反應生成兩種無毒氣體的熱化學方程式；
（2）反應ⅰ的正反應是吸熱反應，反應的活化能大于其反應吸收的熱量；
（3）一定壓強下，密閉容器中發(fā)生反應ⅰ和反應ⅱ．達到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，反應i正向進行，反應ii逆向進行；
（4）①平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，結合反應特征和平衡移動原理分析選項；
②t℃時，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應i．溫度恒定反應速率大于恒溫絕熱容器；
（5）①對于一個給定的化學反應，化學平衡常數的影響因素只有溫度，隨溫度升高CO轉化率減小，說明升溫平衡逆向進行，溫度不變壓強增大平衡正向進行CO轉化率增大；
②A點CO轉化率50%，結合三行計算列式計算得到平衡濃度計算平衡常數．

解答 解：（1）�。甆O（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1
ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
蓋斯定律計算得到ii-i×2得到NO₂（g）與CO（g）反應生成兩種無毒氣體的熱化學方程式：2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1，
故答案為：2NO₂（g）+4CO（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1213 kJ•mol^-1；
（2）反應ⅰNO（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1的正反應是吸熱反應，反應的活化能大于其反應吸收的熱量，
故答案為：＞；
（3）一定壓強下，密閉容器中發(fā)生反應ⅰ和反應ⅱ．達到平衡后，保持其他條件不變，升高溫度，反應i的平衡正向移動，反應 ii的平衡逆向移動，均使CO體積分數增大，
故答案為：增大；升高溫度，反應i的平衡正向移動，反應 ii的平衡逆向移動，均使CO體積分數增大；
（4）NO（g）+CO₂（g）?NO₂（g）+CO（g）△H₁=+234KJ•mol^-1 ，
①A．恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應，混合氣體溫度不變，說明反應大多平衡狀態(tài)，故A正確；
B．反應前后氣體物質的量不變，混合氣體的壓強不變，說明文溫度不變，反應是吸熱反應，恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應，能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．NO₂和CO的濃度之比為1：1 和反應比相同，不能說明正逆反應速率相同，故C錯誤；
D．反應前后氣體質量和氣體物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量始終不變，不能說明反應大多平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：A B；
②t℃時，向另一容積為10L的恒溫恒容的密閉容器中充入2mol NO（g）和1mol CO₂（g），發(fā)生反應i．溫度恒定反應速率大于恒溫絕熱容器，達到平衡的時間＜5min，
故答案為：＜；
（5）ⅱ.2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-745KJ•mol^-1
①化學平衡常數只受溫度的影響，溫度一定平衡常數不變，則K_A=K_B，該反應放熱，溫度越高平衡逆向移動，K值減小，則K_C＜K_A=K_B，增大壓強，平衡正向移動，CO的轉化率增大，可知P₁小于P₂，
故答案為：K_A=K_B＞K_C；  p₂＞p₁；
②A點CO轉化率50%，在某密閉容器中充有10mol CO（g）和20mol NO（g），發(fā)生反應ii，
                              2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L）         2              1              0                 0
變化量（mol/L）        0.5       1×50%=0.5    0.25            0.5
平衡量（mol/L）       1.5            0.5            0.25            0.5
平衡常數K=$\frac{0．{5}^{2}×0.25}{0．{5}^{2}×1．{5}^{2}}$=$\frac{1}{9}$，
故答案為：$\frac{1}{9}$．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫、化學平衡影響因素分析判斷、平衡標志的判斷、平衡常數和反應速率的計算應用、掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．