Question

【题目】在一定条件下发生反应：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g) ΔH<0，T1时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。

时间/s	0	5	10	15
c(NO2)/(mol·L－1)	4.00	2.52	2.00	c3
c(O2)/(mol·L－1)	1.00	c1	c2	0.50

（1）0～10s内N2O5的平均反应速率为__ ，此温度下的平衡常数为___。

（2）其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)___2.00mol·L－1（填“>、<或=”，下同）

（3）假设温度T1时平衡常数为K1，温度T2时平衡常数为K2，若K1<K2，则T1____T2。

（4）下列可以作为平衡的依据的是___

A.容器内混合气体的颜色不再改变

B.生成1molO2的同时消耗2molN2O5

C.混合气体的平均摩尔质量不再变化

D.混合气体的密度不再变化

（5）改变哪些措施可以增加NO2的平衡转化率___（答出任意两条及以上）

（6）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=﹣221.0 kJ·mol1

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=﹣393.5 kJ·mol1

则汽车尾气处理的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=___ kJ·mol1，利于该反应自发进行的条件是___（选填“高温”或“低温”）。

Answer 1

【答案】0.1mol·L－1·s－1 0.125 > > AC 增加O2浓度、降低温度、增大压强、及时分离N2O5 ﹣746.5kJ/mol 低温

【解析】

（1） 4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g)

起始（mol/L） 4 1 0

10s内转化（mol/L） 2 0.5 1

10s末（mol/L） 2 0.5 1

故用N2O5表示平均化学反应速率==0.1mol·L－1·s－1；由10s～15s内氧气浓度不变可知，该反应在10s末已经处于平衡状态，故该反应平衡常数K==0.125；

（2）将容器体积压缩一半，压缩瞬间，c(N2O5)=2mol/L，压强增大，化学平衡正向移动，重新达到平衡时，c(N2O5)> 2mol/L；

（3）该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由此可知，T1>T2；

（4）A、容器内有颜色的气体为NO2，若容器内混合气体的颜色不再改变，则说明NO2浓度不变，可证明该反应处于平衡状态，故A正确；

B、该反应在任意时刻均存在每消耗2molN2O5会生成1molO2，故不能说明该反应处于平衡状态，故B错误；

C、混合气体的总质量不变，因反应前后气体的物质的量不相等，在反应未达到平衡时，气体的物质的量会发生变化，由可知，当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，即反应达到平衡，故C正确；

D、混合气体的总质量不变，容器体积恒定，其密度不会发生改变，故不能判断该反应是否处于平衡状态，故D错误；

（5）NO2作为反应物，若要提高其转化率，可通过增加O2浓度、降低温度、增大压强、及时分离N2O5使反应正向移动达到目的；

（6）令①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol1

②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=﹣221.0 kJ·mol1

③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=﹣393.5 kJ·mol1

将反应③×2-①-②可得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ/mol；该反应为熵减反应（S<0），H<0，当G=H-TS<0时，该条件有利于反应的自发，由此可知，利于该反应自发进行的条件是低温。