题目内容
【题目】在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表：
T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是____________。
A 容器内压强不变 B 混合气体中c(CO)不变
C v正(H2)＝v逆(H2O) D c(CO2)＝c(CO)
E c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)
(5)当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx，可用CxHy（烃）催化还原NOx消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)＋2NO2(g) ＝ N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1
△H2＝_____________。
【答案】c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) 33.3% 降低 BC -1160 kJ·mol-1
【解析】
(1) 化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ;答案：K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡,该反应平衡常数K=1.0,该反应中各物质计量数相等且反应前后气体计量数之和不变,该反应化学平衡常数也等于平衡时生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比, 设参加反应的二氧化碳物质的量为xmol,
CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ,
开始(mol) 2 1 0 0
反应(mol) x x x x
平衡(mol) 2-x 1-x x x
化学平衡常数K=x2/(2-x)
(1-x)=1,x=2/3。二氧化碳转化率=参加反应的二氧化碳的物质的量/二氧化碳的总物质的量
=
=33.3%，因此，本题正确答案是: 33.3%。
(3)根据表中数据知,升高温度,平衡常数增大,则该反应的正反应是吸热反应;若绝热时(容器内外没有热量交换),平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大,说明平衡正向移动,则容器内温度降低,因此正确答案是: 降低。
(4)A.由 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)知两边化学计量数相等，所以压强是定值，故容器内压强不变不能作为判断平衡的依据，故A错误；B．混合气体中c(CO)不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；C．v正(H2)＝v逆(H2O)说明正逆反应速率相等，故C正确；D．c(CO2)和c(CO)浓度与初始加入量有关，c(CO2)=c(CO)不能作为判断平衡的标志，故D错误；E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O) 不能作为判断平衡的标志，与初始量和温度有关，830 ℃时相等是平衡状态，其他温度下不等，故D错误；答案：B、C。
（5）①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1；②CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1，根据盖斯定律得: ②
-①：CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2=（-867
2）-（-574）kJ/mol=-1160 kJ·mol-1。答案：-1160 kJ·mol-1。
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