Question

【題目】化學反應原理研究物質轉化過程中的規律并在生產生活中有廣泛的應用。

(1)汽車排氣管內的催化轉化器可實現尾氣無毒處理。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=－221.0l kJ·mol-1

CO2(g)=C(s)+O2(g) △H=+393.5kJ·mol-1

則①反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②在600K時，將3.0mol NO、3.6mol CO通入固定容積3L的密閉容器中，20min后，反應達平衡，測得N2的濃度為0.2mol·L-1，則NO的轉化率=__________，反應平衡常數K=____________(保留兩位有效數字)。

③若改變下列條件之一，達新平衡時NO的體積分數一定減小的是_________(填序號)。

a．增加CO的量 b．加入催化劑 c．降低溫度 d．擴大容器體積

(2)某實驗小組在研究“反應條件對化學平衡的影響”時做了如下兩個實驗。

①探究濃度對平衡的影響

已知四氯合鈷(Ⅱ)離子(藍色)與六水合鈷(Ⅱ)離子(粉紅色)之間存在如下平衡：[CoC14]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4C1-。甲同學向某已呈現紫色的氯化鈷溶液中通入HC1，發現溶液變為________色；乙同學向溶液中加水，平衡移動方向為_______(填“向右”、“向左”或“不移動”)，說明原因__________________________________。

②運用數字化實驗探究壓強對平衡的影響：

將一收集滿干燥NO2的注射器與色度計、電腦連接，推壓活塞可得到如下實驗曲線。

由圖可知：增大壓強，該混合氣體的顏色變化為__________________________。

Answer 1

【答案】 -746.5 40% 0.14 ac 藍 向右 向溶液加水稀釋時，溶液中離子濃度均成比例減少，Qc<K 先變深后變淺，但比原來的顏色深

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律的應用、化學平衡的計算、外界條件對化學平衡的影響、實驗探究濃度和壓強對化學平衡的影響。

（1）①將反應編號，N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.5kJ·mol-1 （①式）

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=－221.0l kJ·mol-1 （②式）

CO2（g）=C（s）+O2（g） △H=+393.5kJ·mol-1 （③式）

應用蓋斯定律，將①式+②式+③式2得，N2（g）+2CO2（g）=2NO（g）+2CO（g）ΔH=（+180.5kJ/mol）+（-221.01kJ/mol）+（+393.5kJ/mol）2=+746.5kJ/mol，則反應2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）的△H=-746.5kJ/mol。

②用三段式，2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

c（起始）（mol/L）1 1.2 0 0

c（轉化）（mol/L）0.4 0.4 0.2 0.4

c（平衡）（mol/L）0.6 0.8 0.2 0.4

NO的轉化率α=100%=40%。反應平衡常數K===0.14。

③a項，增加CO的量，平衡向正反應方向移動，達到新平衡時NO的體積分數減小；b項，加入催化劑，平衡不移動，達到新平衡時NO的體積分數不變；c項，降低溫度，平衡向正反應方向移動，達到新平衡時NO的體積分數減小；d項，擴大容器體積，即減小壓強，平衡向逆反應方向移動，達到新平衡時NO的體積分數增大；達新平衡時NO的體積分數一定減小的是ac，答案選ac。

（2）①甲同學向已呈現紫色的氯化鈷溶液中通入HCl，HCl電離出Cl-，c（Cl-）增大，平衡向逆反應方向移動，溶液變為藍色。乙同學向溶液中加水，平衡向右移動，原因是：加水稀釋，[CoCl4]2-、[Co（H2O）6]2+、Cl-濃度都成比例減小，此時濃度商QcK，平衡向右移動。

②根據圖示，推壓活塞，增大壓強，該混合氣體的顏色先變深后變淺，但最終比原來的顏色深。產生顏色變化的原因是：注射器中存在可逆反應2NO2（g）N2O4（g），推壓活塞，容器體積變小，NO2的濃度增大，混合氣體的顏色先變深；增大壓強，平衡向正反應方向移動，NO2的濃度又減小，混合氣體的顏色又變淺；根據勒夏特列原理，平衡向正反應方向移動只能減弱這種改變，最終混合氣體的顏色比原來的顏色深。