Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

（1）上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： ；

已知：N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g) △H=+292.3kJ·mol—1，

则反应： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H= ；

（2）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知体系中n(NO2)随时间变化如下表：

t(s)	0	500	1000	1500
n(NO2)(mol)	20	13.96	10.08	10.08

 

①写出该反应的平衡常数表达式：K= ，已知：K3000C＞K3500C，则该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)；

②反应达到平衡后，NO2的转化率为 ，若要增大NO2的转化率，可采取的措施有

A．降低温度

B．充入氦气，使体系压强增大

C．再充入NO2

D．再充入4 mol NO2和1 mol O2

③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是 ，用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v= 。

 

 

Answer 1

（1）NO2(g)+ CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=－234kJ·mol—1 （2分）

－760.3kJ·mol—1 （2分）（2）c2(N2O5)/ [c4(NO2) ·c(O2)] （1分） 放热（1分）

49.6% （2分） AD（2分） C （1分） 0.00151 mol·L—1·s—1（1分）

【解析】

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

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180kJ?mol﹣1 ①

2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=﹣112.3kJ?mol﹣1 ②

NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ?mol﹣1 ③根据盖斯定律，②+③×2﹣①，得化学方程式为：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=（﹣112.3kJ?mol﹣1 ）+（﹣234kJ?mol﹣1）×2﹣（+180kJ?mol﹣1）=﹣760.3kJ?mol﹣1，故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ?mol﹣1；﹣760.3kJ?mol﹣1；（2）①化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方之积除以反应物的浓度系数次方之积，所以K=；升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，而升高温度平衡向吸热的方向移动，所以逆反应吸热，则正反应放热，故答案为：；放；②根据表格可知1000S时反应达到平衡，已反应的NO2为：20mol﹣10.08mol=9.92mol，NO2的转化率为×100%=49.6%；再通入一定量氮气，没有引起体系中4NO2（g）+O2 （g）?2N2O5（g）各物质浓度的变化，所以平衡不移动，转化率不变，故答案为：49.6%；不变；③因反应物的浓度在减少，生成物的浓度再增加，根据方程式可知O2是NO2的反应速率的，N2O5和NO2的反应速率的，则a为NO2的变化曲线；c为N2O5的变化曲线，d为氧气的变化曲线，0～500s内反应的平均速率v（NO2）==6.04×10﹣3mol/（L?s），v（O2）=v（NO2）×=1.51×10﹣3mol/（L?s），故答案为：c；1.51×10﹣3mol/（L?s）．

考点：本题考查了热化学方程式、化学平衡常数、化学平衡移动、化学反应速率的计算等，题目较为综合。