题目内容
2013年以来，全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的CO2、汽车尾气等都是形成雾霾的因素．（1）已知：①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+179.5kJ/mol
②2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-112.3kJ/mol
③2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）
△H=-759.8kJ/mol
如图是在101kPa，298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化的示意图．则a=
（2）将不同物质的量的H2O（g）和CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| H2O | CO | CO | H2 | |||
| 1 | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
| 2 | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
| 3 | 900 | a | b | c | d | t |
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H2O（g）、1mol CO、1mol CO2和 x mol H2，若要使反应在开始时正向进行，则x应满足的条件是
③若a=2，b=1，则达平衡时实验组2中H2O（g）和实验组3中CO的转化率的关系为α2（H2O）
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的计算
专题：化学反应中的能量变化
分析：（1）根据盖斯定律计算出反应 NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）的反应热△H′，根据图中能量变化可知-△H′+E1=E2；
（1）①列三段表示出实验1各物质浓度的变化情况，然后根据速率公式：v（CO2）=
；K=
；
第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应；
②考查平衡常数的应用，比较Qc与K的关系，要使反应向 正方向进行应满足Qc小于K；
③反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率，
本题反应H2O+CO?CO2+H2中，H2O和CO系数相等，根据转化率=
，两种情况下，实验组2中H2O（g）转化量与起始量之比一定等于实验组3中CO的转化量与起始量，所以α2（H2O）=α3（CO）．
（1）①列三段表示出实验1各物质浓度的变化情况，然后根据速率公式：v（CO2）=
| △C(CO2) |
| △t |
| [CO2][H2] |
| [H20][CO] |
第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应；
②考查平衡常数的应用，比较Qc与K的关系，要使反应向 正方向进行应满足Qc小于K；
③反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率，
本题反应H2O+CO?CO2+H2中，H2O和CO系数相等，根据转化率=
| 转化量 |
| 起始量 |
解答：
解：（1）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）=+179.5kJ/mol
②2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H2=-112.3kJ/mol
③2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H3=-759.8kJ/mol
根据盖斯定律
得热化学方程式：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H′，所以△H′=
=-234kJ/mol，
根据图中能量变化可知-△H′+E1=E2 所以E2 =234kJ/mol+134kJ/mol=368kJ/mol；
故答案为：368；
（2）①H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g）
初始 1mol/L 2mol/L 0 0
转化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.8mol/L 0.8mol/L
平衡0.2mol/L 1.2mol/L 0.8mol/L 0.8mol/L
v（CO2）=
=
=0.16mol/（L?min）；
K=
=
=
；
根据表中数据第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应，升高温度，K减小；
故答案为：0.16mol/（L?min）；
；减小；
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H2O（g）、1mol CO、1mol CO2和 x mol H2，此时Qc=
=
=
，要使反应向正反向进行需满足条件：Qc＜K，即
＜
，解得
x＜16/3，氢气的浓度不能是负值所以：0≤x＜
；
故答案为：0≤x＜
；
③反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率，
本题反应H2O+CO?CO2+H2中，H2O和CO系数相等，根据转化率=
，两种情况下，实验组2中H2O（g）转化量与起始量之比一定等于实验组3中CO的转化量与起始量，所以α2（H2O）=α3（CO）；
故答案为：=．
②2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H2=-112.3kJ/mol
③2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H3=-759.8kJ/mol
根据盖斯定律
| ①+③-② |
| 2 |
| △H1+△H2-△H3 |
| 2 |
根据图中能量变化可知-△H′+E1=E2 所以E2 =234kJ/mol+134kJ/mol=368kJ/mol；
故答案为：368；
（2）①H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g）初始 1mol/L 2mol/L 0 0
转化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.8mol/L 0.8mol/L
平衡0.2mol/L 1.2mol/L 0.8mol/L 0.8mol/L
v（CO2）=
| △C(CO2) |
| △t |
| 0.8mol/l |
| 5min |
K=
| [CO2][H2] |
| [H20][CO] |
| 0.8mol/L× 0.8mol/L |
| 1.2mol/L ×0.2mol/L |
| 8 |
| 3 |
根据表中数据第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应，升高温度，K减小；
故答案为：0.16mol/（L?min）；
| 8 |
| 3 |
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H2O（g）、1mol CO、1mol CO2和 x mol H2，此时Qc=
| C(CO2)C(H2) |
| C(H2O)C(CO) |
| 0.5mol/L×0.5xmol/L |
| 1mol/L×0.5mol/L |
| x |
| 2 |
| x |
| 2 |
| 8 |
| 3 |
x＜16/3，氢气的浓度不能是负值所以：0≤x＜
| 16 |
| 3 |
故答案为：0≤x＜
| 16 |
| 3 |
③反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率，
本题反应H2O+CO?CO2+H2中，H2O和CO系数相等，根据转化率=
| 转化量 |
| 起始量 |
故答案为：=．
点评：本题考查盖斯定律的应用，化学平衡常数的计算及应用，做题时注意影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算．
练习册系列答案
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