Question

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”）
(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應物，測得反應達到平衡吋的有關數據如下表：

容 器	甲	乙	丙
反應物投入量	1 mol NO2 1 mol CO	2 mol NO 2 mol CO2	1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2
平衡時c(NO) /mol·L-1	1.5	3	m
能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	放出c kJ
CO或NO的轉化率	α1	α2	α3

 
則：α₁+α₂=   ， a+b/2=    ,m=   

Answer 1

(14分)（每空2分）
（1）NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g) ΔH=" —234" kJ/mol
（2）1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1        
（3） 9 ； 變大
（4） 1 ；  234 ；  3

解析試題分析：（1）該反應的焓變△H=E₁-E₂=134KJ·mol^－1-368KJ·mol^－1=-234KJ·mol^－1，所以熱化學方程式為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ·mol^－1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ·mol^－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^－1，故v（NO）=1.5mol·L^－1/t₁min=，速率之比等于化學計量數之比，故v（NO₂）=v（NO）=
故答案為：
（3）CO的起始濃度為2mol·L^－1，二氧化氮與NO的起始物質的量相等，故NO₂的起始濃度為2mol·L^－1，平衡時NO的濃度變化量為1.5mol·L^－1，則：
NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）
開始（mol·L^－1）：2       2       0      0
變化（mol·L^－1）：1.5     1.5     1.5    1.5
平衡（mol·L^－1）：0.5     0.5     1.5    1.5
故該溫度下平衡常數k=
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；
（4）甲與乙是等效平衡，對應各組分的含量完全相同，對應各組分的物質的量乙是甲中的2倍，CO的轉化率為α₁，則平衡時CO的物質的量為（1-α₁）mol，乙中平衡時NO的轉化率為α₂，乙中平衡時CO的物質的量為2α₂mol，故2（1-α₁）=2α₂，整理得α₁+α₂=1；
令平衡時甲中CO為nmol，則乙中CO為2nmol，甲中放出的熱量為（1-n）×234kJ=akJ，乙中吸收的熱量為2n×234kJ=bkJ，整理得a＋b/2=234；
丙與乙是完全等效平衡，平衡時NO的濃度相等，故m=3mol·L^－1，
故答案為：1；234；3mol·L^－1．
考點：化學平衡常數的含義；化學平衡建立的過程；化學平衡的計算