Question

【題目】圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，圖b是反應中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據圖意回答下列問題：

a b

(1)寫出NO2和CO反應的熱化學方程式_______________。

(2)從反應開始到平衡，用NO2濃度變化表示平均反應速率v(NO2)＝__________。

(3)此溫度下該反應的平衡常數K=_________；溫度降低，K________（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

【答案】NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH= —234 kJ/mol 1.50/t1 mol·L－1·min－1 9 變大

【解析】

（1）根據能量變化圖，反應熱等于生成物的總能量減去反應物的總能量，反應物和生成物能量的差值為E2-E1，寫出化學方程式，標出各物質的狀態，從而寫出熱化學方程式；

（2）由圖可知，t1min到達平衡，平衡時NO的濃度變化量為1.5mol/L，根據v=計算v（NO），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（NO2）；

（3）開始加入的CO和NO的物質的量相等，根據CO的起始濃度2mol/L確定NO2的起始濃度也為2mol/L，達到平衡時CO的濃度為0.5mol/L，故NO2的濃度也為0.5mol/L，根據方程式計算出NO和CO2的濃度均為1.5mol/L，代入平衡常數表達式計算出化學平衡常數；該反應為放熱反應，降低溫度，平衡向右移動，化學平衡常數增大。

（1）該反應的焓變△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-23kJ/mol，所以熱化學方程式為：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJmol-1，故答案為：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJmol-1。

（2）由圖可知，t1min到達平衡，平衡時NO的濃度變化量為1.5mol/L，故v（NO）=1.5mol/L÷t1min=1.5/t1molL-1min-1，速率之比等于化學計量數之比，故v（NO2）=v（NO）=1.5/t1molL-1min-1，故答案為：1.5/t1molL-1min-1。

（3）CO的起始濃度為2mol/L，二氧化氮與NO的起始物質的量相等，故NO2的起始濃度為2mol/L，平衡時NO的濃度變化量為1.5mol/L，則：
NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）

開始（mol/L）：2 2 0 0

變化（mol/L）：1.5 1.5 1.5 1.5

平衡（mol/L）：0.5 0.5 1.5 1.5

故該溫度下平衡常數K=1.5×1.5/0.5×0.5=9，該反應正反應是放熱反應，降低溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數變大，故答案為：9：變大。