Question

【題目】汽車排放的尾氣是大氣污染氣體之一。如何減少污染氣體的排放是科學(xué)家研究的熱門課題。請回答下列問題：

（1）已知：CO的燃燒熱為283.0kJ·mol1，N2(g)+2O2(g) =2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1，則NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=___kJ·mol1，若反應(yīng)中有14g還原劑發(fā)生反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子___mol。

（2）使汽車排放的CO和NO在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，可有效地減少空氣污染。若在一定溫度下，將6molNO、8molCO充入10L固定容積的容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如圖1所示。

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___。NO的平衡轉(zhuǎn)化率=___。

②15min時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致CO濃度發(fā)生如圖1所示的變化，則改變的條件可能是___。

a.縮小容器體積b.增加CO2的量c.體積不變通入少量氬氣d.加入催化劑

③當(dāng)NO與CO的起始濃度相等時，體系中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖2所示，則下列說法正確的是___。

A．該反應(yīng)ΔH<0 B．p1<p2<p3

C．升高溫度正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大 D．溫度不變，增大壓強，平衡常數(shù)增大

④以下說法中能判斷反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)達(dá)到平衡的是___。

A．反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量相等 B．單位時間內(nèi)消耗1molNO同時生成1molCO2

C．混合氣體壓強不再發(fā)生變化 D．NO的濃度不再變化

⑤向反應(yīng)容器中再分別充入下列氣體，能使NO轉(zhuǎn)化率增大的是___。

A．O2 B．N2 C．CO D．NO

Answer 1

【答案】-598 1 5 66.7% ab A C、D C

【解析】

（1）①N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1；CO的燃燒熱為283.0kJ·mol1則②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1；②×2-×①得NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)；

（2）①列方程式的“三段式”根據(jù)公式K=可以求得；

②由圖可知15min時CO的濃度增加并且反應(yīng)速率比0-10min小，說明反應(yīng)左移且沒有增加反應(yīng)速率；

③A. 由圖可知，升高溫度，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)左移，說明該反應(yīng)放熱，ΔH<0，故A正確；

B. 反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強反應(yīng)右移，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，由圖可知平衡轉(zhuǎn)化率：p1>p2>p3，則壓強關(guān)系：p1>p2>p3，故B錯誤；

C. 升高溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，故C錯誤；

D. 平衡常數(shù)和溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯誤；

④根據(jù)反應(yīng)到達(dá)平衡的條件判斷；

⑤使NO轉(zhuǎn)化率增大即反應(yīng)右移。

（1）①N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1；CO的燃燒熱為283.0kJ·mol1則②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1；②×2-×①得NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1×2-64× kJ·mol1= -598 kJ·mol1；該反應(yīng)中還原劑是CO，C元素從+2價變成+4價，轉(zhuǎn)移2個電子，14gCO的物質(zhì)的量是=0.5mol，共轉(zhuǎn)移電子0.5mol×2=1mol；

（2）①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

起始（mol/L）0.6 0.8 0 0

轉(zhuǎn)化（mol/L）0.4 0.4 0.2 0.4

平衡（mol/L）0.2 0.4 0.2 0.4

K===5；NO的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=66.7%；

②由圖可知15min時CO的濃度增加并且反應(yīng)速率比0-10min小，說明反應(yīng)左移且沒有增加反應(yīng)速率，反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以減小壓強或者增加CO2的量可以讓反應(yīng)左移，故選ab；

③A. 由圖可知，升高溫度，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)左移，說明該反應(yīng)放熱，ΔH<0，故A正確；

B. 反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強反應(yīng)右移，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，由圖可知平衡轉(zhuǎn)化率：p1>p2>p3，則壓強關(guān)系：p1>p2>p3，故B錯誤；

C. 升高溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，故C錯誤；

D. 平衡常數(shù)和溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯誤；

故選A；

④A. 反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量相等不能說明反應(yīng)已經(jīng)到達(dá)平衡，故A錯誤；B. 單位時間內(nèi)消耗1molNO同時生成1molCO2，則V正（NO）= 2V正（CO2），不能說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故B錯誤；C. 反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，混合氣體壓強不再發(fā)生變化，則氣體體積不再變化，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；D. NO的濃度不再變化說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D正確；故選CD；

⑤使NO轉(zhuǎn)化率增大即反應(yīng)右移，需要加入反應(yīng)物CO，加入NO等效于增大壓強，反應(yīng)左移NO轉(zhuǎn)化率減小，故選C。