Question

13．CO和NO對環境影響較大，屬于當今社會熱點問題．請回答下列問題
（1）降低汽車尾氣的反應：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的鍵能是632kJ/mol，CO中的鍵能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的鍵的鍵能為750kJ/mol，N₂中的鍵能是946kJ/mol，則該反應的△H=-538KJ/mol
（2）若在一定溫度下，將1.4molNO、1.2molCO充入1L固定容積的容器中，反應過程中各物質的濃度變化如圖所示
①該反應的平衡常數K=0.05 L•mol^-1
②若保持溫度不變，20min時再向容器中沖入CO、N2各0.8mol，平衡將向向左移動（填“向左”“向右”或“不”）
③20min時，若改變反應條件，導致CO濃度發生如圖所示的變化，則改變的條件可能 是bc（填序號）
a．縮小容器體積   b．增加CO₂的量   c．升高溫度   d．加入催化劑
（3）固氮是科學家致力研究的重要課題，自然界中存在天然的大氣固氮過程：N₂（g）+O₂（g）→2NO （g）-180.8kJ，工業合成氨則是人工固氮．
分析兩種固氮反應的平衡常數，下列結論正確的是CD．

反應	大氣固氮		工業固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮很難進行，而工業固氮卻能非常容易進行
B．K越大說明合成氨反應的速率越大
C．工業固氮時溫度越低，氮氣與氫氣反應越完全
D．模擬大氣固氮應用于工業上的意義不大．

Answer 1

分析 （1）反應焓變△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和；
（2）①依據平衡常數概念和化學方程式計算，結合化學平衡三行計算列式計算平衡濃度，平衡常數=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$；
②依據加入一氧化碳和氮氣的量計算此時濃度商和平衡常數進行比較判斷平衡移動方向；
③圖象分析一氧化碳濃度增大，說明平衡逆向進行，依據平衡移動原理分析判斷選項；
（3）A、化學平衡常數說明反應進行的徹底程度問題，與反應進行的難易程度無關；
B、大氣固氮的進行程度很小，利用大氣固氮原理進行工業生成，產率很小；
C、合成氨是放熱反應，溫度越低，有利于平衡向正反應移動，反應的轉化率越高；
D、化學平衡常數說明反應進行的徹底程度問題，與反應速率無關．

解答 解：（1）2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的鍵能是632kJ/mol，CO中的鍵能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的鍵的鍵能為750kJ/mol，N₂中的鍵能是946kJ/mol，則該反應的△H=2×632KJ/mol+2×1072kJ/mol-（946kJ/mol+2×2×750kJ/mol）=-538KJ/mol，
故答案為：-538KJ/mol；
（2）①反應達到平衡狀態時，結合三行計算列式，
                 2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L）   1.4      1.2       0       0
變化量（mol/L）   0.4      0.4     0.2      0.4    
平衡量（mol/L）    1       0.8     0.2      0.4
c（CO）=0.8mol/L，C（N₂）=0.2mol/L，C（CO₂）=0.4mol/L，C（NO）=1mol/L，
k=$\frac{[{N}_{2}][C{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[CO]^{2}}$=$\frac{0．{4}^{2}×0.2}{{1}^{2}×0．{8}^{2}}$L•mol^-1=0.05 L•mol^-1，
故答案為：0.05 L•mol^-1；
②加入氮氣和一氧化碳的瞬間，C（N₂）=（0.2+0.8）mol/L=1mol/L，c（CO）=1.6mol/L，濃度商Qc=$\frac{1×0．{4}^{2}}{1．{6}^{2}×{1}^{2}}$=$\frac{1}{16}$=0.0625＞0.05，則平衡向逆反應方向移動；
故答案為：向左；
③平衡時一氧化碳的濃度增大，平衡向逆反應方向移動，
a．縮小容器體積平衡向正反應方向移動，故a錯誤；
b．增加CO₂ 的量平衡向逆反應方向移動，故b正確；
c．升高溫度平衡向逆反應方向移動，故c正確；
d．加入催化劑不改變平衡移動，故d錯誤；
故選bc；
（3）A、化學平衡常數說明反應進行的徹底程度問題，與反應進行的難易程度無關，故A錯誤；
B、化學平衡常數說明反應進行的徹底程度問題，與反應速率無關，故B錯誤；
C、合成氨是放熱反應，溫度越低，有利于平衡向正反應移動，反應的轉化率越高，反應越完全，故C正確；
D、大氣固氮的進行程度很小，利用大氣固氮原理進行工業生成，產率很小，沒有實際意義，故D正確；
故答案為：CD．

點評 本題考查化學平衡常數及影響因素、意義，依據鍵能計算反應焓變方法等，難度中等，注意化學平衡常數大小說明反應進行程度，與反應難易無關、與反應速率無關．