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】

（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）根据图像a可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应是放热反应，△H＝134 kJ/mol－368kJ/mol＝－234 kJ/mol，则该反应的热化学方程式是NO₂(g)+CO(g)＝NO(g)+CO₂(g) ΔH＝—234 kJ/mol。

（2）根据图像b可知，平衡时NO的浓度是1.50mol/L，则消耗NO₂的浓度是1.50mol/L，所以从反应开始到平衡，用NO₂浓度变化表示平均反应速率v(NO₂)＝1.50mol/L÷t₁＝1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1。

（3）根据图像b可知，平衡时NO₂、CO、NO和CO₂的浓度分别是（mol/L）0.5、0.5、1.5、1.5，则根据方程式可知，该反应的平衡常数K＝。正方应是放热反应，温度降低，平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大。

（4）因为该反应是体积不变的可逆反应，三个容器中反应物的起始量之比是相同的，所以平衡是等效的。甲和乙两个容器的反应方向相反，则α₁+α₂＝1；a＝234 kJ/mol×0.75mol，b＝234 kJ/mol×0.5mol，则a+b/2＝234kJ。由于丙中的平衡也是等效的，则m＝3mol/L。

考点：考查反应热、反应速率、平衡常数以及等效平衡的有关判断和应用

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的难点是等效平衡的判断和应用，所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较。