Question

图a是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题：

    

a                                            b

(1)写出NO₂和CO反应的热化学方程式    。

(2)从反应开始到平衡，用NO₂浓度变化表示平均反应速率v(NO₂)＝    。

(3)此温度下该反应的平衡常数K=    ；温度降低，K    （填“变大”、“变小”或“不变”）

(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：

容  器	甲	乙	丙
反应物投入量	1 mol NO2 1 mol CO	2 mol NO 2 mol CO2	1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2
平衡时c(NO) /mol·L-1	1.5	3	m
能量变化	放出a kJ	吸收b kJ	放出c kJ
CO或NO的转化率	α1	α2	α3

 

则：α₁+α₂=    ， a+b/2=     ,m=   

 

Answer 1

【答案】

(14分)（每空2分）

（1）NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g) ΔH= —234 kJ/mol

（2）1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1                         

（3） 9   ；     变大

（4） 1   ；     234  ；     3

【解析】

试题分析：（1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=134KJ·mol^－1-368KJ·mol^－1=-234KJ·mol^－1，所以热化学方程式为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ·mol^－1，

故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ·mol^－1

（2）由图可知，t₁min到达平衡，平衡时NO的浓度变化量为1.5mol·L^－1，故v（NO）=1.5mol·L^－1/t₁min=，速率之比等于化学计量数之比，故v（NO₂）=v（NO）=

故答案为：

（3）CO的起始浓度为2mol·L^－1，二氧化氮与NO的起始物质的量相等，故NO₂的起始浓度为2mol·L^－1，平衡时NO的浓度变化量为1.5mol·L^－1，则：

                NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）

开始（mol·L^－1）：2       2       0      0

变化（mol·L^－1）：1.5     1.5     1.5    1.5

平衡（mol·L^－1）：0.5     0.5     1.5    1.5

故该温度下平衡常数k=

该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数变大，

故答案为：9：变大；

（4）甲与乙是等效平衡，对应各组分的含量完全相同，对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍，CO的转化率为α₁，则平衡时CO的物质的量为（1-α₁）mol，乙中平衡时NO的转化率为α₂，乙中平衡时CO的物质的量为2α₂mol，故2（1-α₁）=2α₂，整理得α₁+α₂=1；

令平衡时甲中CO为nmol，则乙中CO为2nmol，甲中放出的热量为（1-n）×234kJ=akJ，乙中吸收的热量为2n×234kJ=bkJ，整理得a＋b/2=234；

丙与乙是完全等效平衡，平衡时NO的浓度相等，故m=3mol·L^－1，

故答案为：1；234；3mol·L^－1．

考点：化学平衡常数的含义；化学平衡建立的过程；化学平衡的计算