Question

【題目】圖a是1 mol NO2和1 mol CO恰好反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖；現往體積固定的密閉容器中通入等物質的量的NO2 和CO，反應中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖如b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=___________。

(4)830K時，在密閉容器中發生下列可逆反應：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H＜0。試回答下列問題：

①若起始時c（CO）=2mol·L-1，c（H2O）=3mol·L-1，達到平衡時CO的轉化率為60%，則在該溫度下，該反應的平衡常數K=____________。

②在相同溫度下，若起始時c（CO）=1mol·L-1，c（H2O）=2mol·L-1，反應進行一段時間后，測得H2的濃度為0.5mol·L-1，則此時該反應是否達到平衡狀態______（填“是”與“否”），此時v（正）____v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。

Answer 1

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

【解析】

（1）由圖a可知該反應的焓變△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol；

（2）由圖b數據先計算v（NO），再依據速率之比等于化學計量數之比計算v（NO2）；

（3）由圖b數據先計算各物質平衡時的濃度，再依據平衡常數公式計算平衡常數；

（4）①由題給數據先建立三段式計算各物質平衡時的濃度，再依據平衡常數公式計算平衡常數；

②由題給數據先建立三段式計算各物質的濃度得到濃度熵，在依據濃度熵和平衡常數的相對大小判斷平衡移動方向。

（1）由圖a可知該反應的焓變△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，則CO和NO2反應的熱化學方程式為：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b可知，t1min到達平衡，平衡時NO的濃度變化量為1.5mol/L，故v（NO）==molL-1min-1，速率之比等于化學計量數之比，故v（NO2）=v（NO）=molL-1min-1，故答案為：molL-1min-1；

（3）由圖b可知，平衡時CO和NO2的濃度均為0.5mol/L，CO2和NO的濃度均為1.5mol/L，則反應的平衡常數K===9，故答案為：9；

（4）①由題給數據可建立如下三段式：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起（mol/L） 2 3 0 0

變（mol/L） 1.2 1.2 1.2 1.2

平（mol/L） 0.8 1.8 1.2 1.2

則反應的平衡常數K===1，故答案為：1；

②由題給數據可建立如下三段式：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起（mol/L） 1 2 0 0

變（mol/L） 0.5 0.5 0.5 0.5

末（mol/L） 0.5 1.5 0.5 0.5

則此時該反應的濃度熵Qc===＜K=1，則平衡向正反應方向移動，v（正）＞v（逆），故答案為：否；＞。