Question

(本题8分)汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一。已知：

①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1 ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2

③CO2(g)CO(g)+1/2O2(g) ΔH3 ④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH4

请完成以下问题：

（1）请根据反应①②③，确定反应④中ΔH4= 。

（2）根据图1，反应④的热化学方程式为： 。

该反应在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）下有利于该反应正向自发。

（3）图2表示反应④的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。

①W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为： ， X、Y、Z三点，CO的转化率由大到小的顺序是 。

②T1℃时，在1L密闭容器中，0．1molCO和0．1molNO，达到Y点时，测得NO的浓度为0．02mol/L，则此温度下平衡常数K= （算出数值）。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0．01 mol/L、a mol/L、0．01 mol/L、0．04 mol/L，要使反应向正方向进行，a的取值范围为 。

（4）恒温恒容时，反应④中NO、CO按一定比例投料，反应过程中CO浓度随时间的变化关系如图3所示，请在同一图中绘出N2浓度随时间的变化曲线。

 

 

Answer 1

（1）ΔH4 =－ΔH1－2ΔH3（1分）

（2）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH4 =－745KJ/mol（1分） 低温（1分）

（3）①Kw>Ky=Kz（1分） Z>Y>X （1分） ②K=1600（1分） a>0．01（1分）

（4）

 

【解析】

试题分析：（1）①N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H1 ②2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H2 ③CO2（g）?CO（g）+O2（g）△H3依据盖斯定律计算③×2+①得到N2（g）+2CO2（g）=2CO（g）+2NO（g）△H=△H1+2△H3；改变反应方向得到反应④的热化学方程式为：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H4 =-△H1-2△H3；故答案为：-△H1-2△H3；（2）图象分析，反应是放热反应，反应的焓变△H=E1-E2=145KJ/mol-890KJ/mol=-745KJ/mol，热化学方程式为：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-745KJ/mol；反应是放热反应，△H＜0，△S＜0，低温下△H-T△S＜0；故答案为：2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-745KJ/mol；低温；（3）①图象分析，反应物NO、CO的起始物质的量比一定，反应是放热反应，温度越高平衡逆向进行，二氧化碳体积分数减小，T1＞T2；温度一定，随反应物NO、CO的起始物质的量比增大，X-Y反应正向进行，一氧化碳的转化率X＜Y，Y-Z平衡正向进行，一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率，则Y＜Z，X、Y、Z三点，CO的转化率的从大到小的顺序Z＞Y＞X；故答案为：＞；Z＞Y＞X；②T1℃时，在1L的密闭容器中，充入0．1mol CO和0．1mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0．02mol?L-1，

2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）

起始量（mol/L） 0．1 0．1 0 0

变化量（mol/L） 0．08 0．08 0．04 0．08

平衡量（mol/L） 0．02 0．02 0．04 0．08

则此温度下平衡常数K==1600，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0．01mol?L-1、a mol?L-1、0．01mol?L-1、0．04mol?L-1，要使反应向正方向进行Q＜K=1600，Q=<1600，a>0．01

考点：化学平衡的有关计算