Question

【題目】近年來“霧霾”污染日益嚴重，原因之一是機動車尾氣中含有NO、NO2、CO等氣體，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）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.5kJmol﹣l

C（s）+O2（g）=CO2(g) △H=﹣393.5kJmol﹣l

2C(s)+O 2(g）=2CO（g） △H=﹣221kJmol﹣l

若某反應的平衡常數表達式為K=，請寫出此反應的熱化學方程式__________________________________________________________。

（2）N2O5在一定條件下可發生分解：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）。若在恒容絕熱的密閉容器中充入一定量 N2O5進行該反應，下列選項能判斷該反應達到平衡狀態的是_______。

A．v 正（N2O5）=2v 逆（NO2） B．容器內NO2濃度是O2濃度的4倍

C．平衡常數K不再隨時間而變化 D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的壓強不隨時間而變化

（3）工業上也可以利用I2O5消除CO的污染。已知：5CO（g）+I2O5（s）5CO2（g）+I2（s），不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的4L恒容密閉容器中通入2mol CO，測得CO2的體積分數隨時間變化的曲線如下圖。回答下列問題：

①下列說法正確的是______________

A．d點時，增大體系壓強，CO的轉化率變大

B．T2時，0～2.0min內的反應速率v（CO）=0.6molL﹣lmin﹣l

C．b點時，向平衡體系中再加入I2O5（s），平衡向正反應方向移動

D．c點時體系中混合氣體的壓強在T2溫度下更大

②5CO（g）+I2O5（s）5CO2（g）+I2（s）△H=_________0（填“＞”、“=“、“＜“），判斷理由是______________________________________________。

（4）N2O4與 NO2之間存在反應：N2O4（g）2NO2（g）△H=QkJmol﹣l．將一定量的 N2O4放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉化率[α（N2O4）]隨溫度變化如下圖所示．如圖 中 a 點對應溫度下，已知 N2O4的起始壓強 p0為 200kPa，該溫度下反應的平衡常數的計算表達式Kp=______________（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。

Answer 1

【答案】 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmolˉ1 CE D ＜ 由圖可知T2＞T1，溫度升高CO2體積分數減小，平衡逆向移動，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，正向為放熱反應 213.3KPa

【解析】(1)若某反應的平衡常數表達式為：K=,則反應為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

又①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJmoll

②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=393.5kJmoll

③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=221kJmoll

蓋斯定律計算②×2③①得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=746.5kJmolˉ1，

故答案為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=746.5kJmolˉ1；

(2)A.N2O5與NO2的速率關系為：2v正(N2O5)=v逆(NO2)，而不是v 正（N2O5）=2v 逆（NO2）A項錯誤；B. 容器內NO2濃度是O2濃度的4倍，不能確定反應是否達到化學平衡狀態，B項錯誤；C. 平衡常數K僅與溫度有關，所以平衡常數K不再隨時間而變化，則說明溫度不變，又恒容絕熱，所以反應已達到化學平衡狀態，C項正確；D. 反應前后質量不變，體積不變，所以混合氣體的密度一直保持不變，則不能確定反應達到化學平衡狀態，D項錯誤；E. 混合氣體的壓強不隨時間而變化，反應已達到化學平衡狀態，E項正確；故答案為：CE；

(3)①A. 對于給定的反應前后氣體物質的量不變，增大壓強平衡不移動，A項錯誤；B. 化學反應速率v==0.3molLlmin1，B項錯誤；C. 加入固體，平衡不移動，C項錯誤；D. 根據先拐先平衡知,T2比T1高，此時混合氣體的壓強更大，D項正確；答案選D；

②由圖可知T2>T1,溫度升高CO2體積分數減小,平衡逆向移動，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動,正向為放熱反應 ，故答案為：<;由圖可知T2>T1,溫度升高CO2體積分數減小，平衡逆向移動，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，正向為放熱反應；

(4)四氧化二氮的轉化率是0.4，設原來四氧化二的物質的量為xmol，轉化的物質的量為0.8xmol，則混合氣體的物質的量=(x0.4x+0.8x)mol=1.4xmol，相同條件下氣體的壓強之比等于其物質的量之比，所以反應后壓強=200KPa1.4xmol=280xKPa，四氧化二氮的分壓==120KPa，二氧化氮的分壓==160KPa，化學平衡常數K=生成物平衡分壓冪次方乘積除以反應物平衡分壓冪次方乘積=1602120=213.3KPa，故答案為：213.3KPa；