Question

【题目】化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。

(1)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。

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

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

②在600K时，将3.0mol NO、3.6mol CO通入固定容积3L的密闭容器中，20min后，反应达平衡，测得N2的浓度为0.2mol·L-1，则NO的转化率=__________，反应平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。

③若改变下列条件之一，达新平衡时NO的体积分数一定减小的是_________(填序号)。

a．增加CO的量 b．加入催化剂 c．降低温度 d．扩大容器体积

(2)某实验小组在研究“反应条件对化学平衡的影响”时做了如下两个实验。

①探究浓度对平衡的影响

已知四氯合钴(Ⅱ)离子(蓝色)与六水合钴(Ⅱ)离子(粉红色)之间存在如下平衡：[CoC14]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4C1-。甲同学向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HC1，发现溶液变为________色；乙同学向溶液中加水，平衡移动方向为_______(填“向右”、“向左”或“不移动”)，说明原因__________________________________。

②运用数字化实验探究压强对平衡的影响：

将一收集满干燥NO2的注射器与色度计、电脑连接，推压活塞可得到如下实验曲线。

由图可知：增大压强，该混合气体的颜色变化为__________________________。

Answer 1

【答案】 -746.5 40% 0.14 ac 蓝 向右 向溶液加水稀释时，溶液中离子浓度均成比例减少，Qc<K 先变深后变浅，但比原来的颜色深

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算、外界条件对化学平衡的影响、实验探究浓度和压强对化学平衡的影响。

（1）①将反应编号，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）

应用盖斯定律，将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，则反应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（转化）（mol/L）0.4 0.4 0.2 0.4

c（平衡）（mol/L）0.6 0.8 0.2 0.4

NO的转化率α=100%=40%。反应平衡常数K===0.14。

③a项，增加CO的量，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时NO的体积分数减小；b项，加入催化剂，平衡不移动，达到新平衡时NO的体积分数不变；c项，降低温度，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时NO的体积分数减小；d项，扩大容器体积，即减小压强，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时NO的体积分数增大；达新平衡时NO的体积分数一定减小的是ac，答案选ac。

（2）①甲同学向已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HCl，HCl电离出Cl-，c（Cl-）增大，平衡向逆反应方向移动，溶液变为蓝色。乙同学向溶液中加水，平衡向右移动，原因是：加水稀释，[CoCl4]2-、[Co（H2O）6]2+、Cl-浓度都成比例减小，此时浓度商QcK，平衡向右移动。

②根据图示，推压活塞，增大压强，该混合气体的颜色先变深后变浅，但最终比原来的颜色深。产生颜色变化的原因是：注射器中存在可逆反应2NO2（g）N2O4（g），推压活塞，容器体积变小，NO2的浓度增大，混合气体的颜色先变深；增大压强，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度又减小，混合气体的颜色又变浅；根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动只能减弱这种改变，最终混合气体的颜色比原来的颜色深。