Question

【题目】汽车尾气是导致雾霾天气的重要源头之一，其含有的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生反应。

(一)已知：反应l: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 K1

反应2: CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2 (g) △H2 K2

反应3: 2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+CO2(g) △H3 K3

则反应3的焓变△H3＝_______（用△H1和△H2表示） 平衡常数K3=_____(用K1和K2表示）。

(二)向1.0L恒容密闭容器中，充入N2O(g)和C0(g)，可发生如下反应：

N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)，所得实验数据如下表：

实验编号	温度/℃	起始时物质的量/mol		平衡时物质的量/mol
		n(N2O)	n(CO)	n(CO2)
①	400	0.20	0.30	0.14
②	500	0.10	0.40	0.080
③	500	0.30	0.20	A
④	600	0.60	0.40	B

上述实验编号①中，若10min时测得n(N2)=0.12mol，则0至10min内，用CO2表示的平均反应速率以v(CO2)=________；

(2)500℃时，欲使N2O的平衡转化率a(N2O)≥80%，则起始时n(N2O):n(CO)≤______。

(3)上述实验编号④达平衡时，b____0.24(填“>”、“<”或“=”)，原因是_______。

(4) N2O(g)+C0(g)N2(g)+CO2(g)的反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示：

①若在第10min仅改变了一个条件，第20min时是在条件下达到新的平衡状态，则第10min 时改变的条件可能是_______；

②比较CO在第5min和第25min时速率的大小v(5)____v(25)(填”>”、“<”或“= ”)，你判断的理由是______________。

Answer 1

【答案】 2△H2-△H1 ； 0.012mol·（L·min）-1 l:4 ＜ 该反应△H<O，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故b<0.24mol（合理即可） 升温 ＜ 相对于第5min而言，在第10min时升高了温度，且浓度增加了，在其它条件不变时，速率会变快

【解析】(一)已知：① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1，② CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2 (g) △H2，根据盖斯定律可知②×2-①可得2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+CO2(g)，故△H3=△H2×2-△H1，反应3的焓变△H3＝2△H2-△H1 ，平衡常数K3===；

(二)(1)上述实验编号①中，若10min时测得n(N2)=0.12mol，即变化的n(N2)=0.12mol，变化的CO2的物质的量为0.12mol，则0至10min内，用CO2表示的平均反应速率以v(CO2)= =0.012mol·(L·min)-1；

(2)500℃时，起始n(N2O)=0.10mol，n(CO)=0.40mol，即n(N2O):n(CO)=1:4时N2O的平衡转化率a(N2O)=80%，增大CO的物质的量平衡正向移动，N2O的转化率会增大，欲使N2O的平衡转化率a(N2O)≥80%，则起始时n(N2O):n(CO)≤1:4；

(3)实验编号① N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始时(mol/L) 0.20 0.30 0 0

变化时(mol/L) 0.14 0.14 0.14 0.14

平衡时(mol/L) 0.06 0.16 0.14 0.14

400℃时反应的平衡常数K===2.04；

实验编号② N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始时(mol/L) 0.10 0.40 0 0

变化时(mol/L) 0.08 0.08 0.08 0.08

平衡时(mol/L) 0.02 0.32 0.08 0.08

500℃时反应的平衡常数K===1＜2.04，说明升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，即该反应△H<O；

实验编号④(500℃) N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g)

起始时(mol/L) 0.60 0.40 0 0

变化时(mol/L) b b b b

平衡时(mol/L) 0.60-b 0.40-b b b

500℃时反应的平衡常数K===1，解得b=0.24，即实验编号④在500℃平衡时b=0.24，现温度升高到600℃，该反应△H<O，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故b<0.24mol；

(4) ①反应物和生成物的浓度瞬间不变，平衡逆向移动，应该是升高温度引起的；

②相对于第5min而言，在第10min时升高了温度，且浓度增加了，在其它条件不变时，速率会变快，即CO在第5min和第25min时速率的大小v(5)<v(25)。