Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環境保護的重要內容之一．
（1）圖是1mol NO₂氣體和1mol CO氣體反應生成CO₂氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式：

 

；
已知：N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ?mol^-1，則反應：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

；
（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20mol NO₂和5mol O₂發生反應：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）；已知體系中n（NO₂）隨時間變化如表：

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

①寫出該反應的平衡常數表達式：K=

 

，已知：K₃₀₀℃＞K₃₅₀℃，則該反應是反應

 

（填“放熱”或“吸熱”）；
②反應達到平衡后，NO₂的轉化率為

 

，若要增大NO₂的轉化率，可采取的措施有

 

．
A．降低溫度  B．充入氦氣，使體系壓強增大  C．再充入NO₂ D．再充入4mol NO₂和1mol O₂．

Answer 1

考點：熱化學方程式,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，根據熱化學方程式書寫原則進行書寫；然后根據蓋斯定律來解答；
（2）①化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值；溫度低，化學平衡常數大，則正反應放熱；
②NO₂轉化率為已轉化的NO₂物質的量與起始物質的量的百分比；增大NO₂的轉化率，促進反應的正向移動即可；

解答： 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應熱化學方程式為：
NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1 ①
又有N₂（g）+2NO₂（g）?4NO（g）△H=+292.3kJ?mol^-1②
將2①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-760.3KJ/mol．
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；-760.3KJ/mol
（2）①化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值，即K=

c2(N2O5)

c4(NO2)?c(O2)

；溫度低，化學平衡常數大，則正反應放熱，故答案為：

c2(N2O5)

c4(NO2)?c(O2)

，放熱；
②轉化的NO₂的物質的量為20mol-10.08mol=9.92mol，轉化率為

9.92mol

20mol

×100%=49.6%；
A、該反應為放熱反應，降低溫度，化學平衡向右移動，故A正確；
B、反應氣體濃度不變，化學平衡不移動，故B錯誤；
C、再充入NO₂，轉化的物質的量增大，但是起始的物質的量增大較多，轉化率降低，故C錯誤；
D、加入氣體比例與原平衡NO₂的轉化率相同，由于加入氣體后，體系壓強增大，NO₂的轉化率增大，故D正確；
故選AD；

點評：本題考查化學平衡影響因素、化學平衡的計算，題目計算量較大，難度較大，關鍵是構建平衡建立的等效途徑，中注意從正、逆不同方向建立的等效平衡轉化率、反應熱的關系．