Question

6．已知：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ•mol^-1．请回答下列问题：
（1）对于气相反应，用某组分B的平衡分压p（B）代替平衡时物质B的物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作K_p，则该反应的平衡常数K_p$\frac{p（{N}_{2}）×{p}^{2}（C{O}_{2}）}{{p}^{2}（NO）×{p}^{2}（CO）}$．
（2）一定温度下，向密闭容器中充入一定量NO和CO．在t₁时刻达到平衡状态，此时n（NO）=2amol，n（CO）=amol，n（N₂）=bmol．
①若保持体积不变，再向容器中充入a mol NO，2b mol CO₂，则此时v_正＜v_逆（填“＞”、“=”或“＜”）；
②在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的一半，在其它条件不变的情况下，t₃时刻达到新的平衡状态．请在下图甲中补充画出t₂-t₃-t₄时段N₂物质的量的变化曲线．

（3）某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如上图乙所示．请判断若不使用CO，NO直接分解为N₂的反应为放热反应（填“放热”或“吸热”）．
（4）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
③2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
请写出表示C（s）的燃烧热的热化学方程式C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393KJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）由题目信息可知，用某组分（B）的平衡压强（P_B）表示平衡常数为：生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比；
（2）①一定温度下，向密闭容器中充入一定量NO和CO．在t₁时刻达到平衡状态，此时n（NO）=2amol，n（CO）=amol，n（N₂）=bmol，则：
            2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol）：2a+2b   a+2b     0        0
变化量（mol）：2b       2b      b       2b
平衡量（mol）：2a       a       b       2b
若保持体积不变，再向容器中充入a mol NO，2b mol CO₂，二氧化碳浓度增大量大于NO浓度增大量，浓度商大于平衡常数，平衡逆向移动；
②在其它条件不变的情况下在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的一半，瞬间氮气物质的量不变，压强增大，平衡正向移动，氮气物质的量增大到平衡时保持不变；
（3）若不使用CO，温度超过775K左右，NO的分解率降低，说明升高温度平衡逆向移动；
（4）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
③2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
根据盖斯定律，（①+③+②）÷2可得：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）．

解答 解：（1）由题目信息可知，用某组分（B）的平衡压强（P_B）表示平衡常数为：生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比，故2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）用平衡分压表示的平衡常数K_p=$\frac{p（{N}_{2}）×{p}^{2}（C{O}_{2}）}{{p}^{2}（NO）×{p}^{2}（CO）}$，
故答案为：$\frac{p（{N}_{2}）×{p}^{2}（C{O}_{2}）}{{p}^{2}（NO）×{p}^{2}（CO）}$；
（2）①一定温度下，向密闭容器中充入一定量NO和CO．在t₁时刻达到平衡状态，此时n（NO）=2amol，n（CO）=amol，n（N₂）=bmol，则：
              2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol）：2a+2b   a+2b     0        0
变化量（mol）：2b       2b      b        2b
平衡量（mol）：2a       a       b        2b
若保持体积不变，再向容器中充入a mol NO，2b mol CO₂，二氧化碳浓度增大量大于NO浓度增大量，浓度商大于平衡常数，平衡逆向移动，v_正＜v_逆，故答案为：＜；
②在其它条件不变的情况下在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的一半，瞬间氮气物质的量不变，压强增大，平衡正向移动，氮气物质的量增大到平衡时保持不变，t₂-t₃-t₄时段N₂物质的量的变化曲线为：，
故答案为：；
（3）若不使用CO，温度超过775K左右，NO的分解率降低，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热反应；
（4）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
③2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-745.5kJ•mol^-1
根据盖斯定律，（①+③+②）÷2可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393KJ•mol^-1，
故答案为：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△=-393KJ•mol^-1．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数、盖斯定律应用等，（2）中①注意对平衡常数的理解与灵活应用，难度中等．