题目内容

6.已知:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)对于气相反应,用某组分B的平衡分压p(B)代替平衡时物质B的物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,则该反应的平衡常数Kp$\frac{p({N}_{2})×{p}^{2}(C{O}_{2})}{{p}^{2}(NO)×{p}^{2}(CO)}$.
(2)一定温度下,向密闭容器中充入一定量NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(NO)=2amol,n(CO)=amol,n(N2)=bmol.
①若保持体积不变,再向容器中充入a mol NO,2b mol CO2,则此时v<v(填“>”、“=”或“<”);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的一半,在其它条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态.请在下图甲中补充画出t2-t3-t4时段N2物质的量的变化曲线.

(3)某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如上图乙所示.请判断若不使用CO,NO直接分解为N2的反应为放热反应(填“放热”或“吸热”).
(4)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
③2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJ•mol-1
请写出表示C(s)的燃烧热的热化学方程式C(s)+O2(g)═CO2(g)△=-393KJ•mol-1

分析 (1)由题目信息可知,用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为:生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比;
(2)①一定温度下,向密闭容器中充入一定量NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(NO)=2amol,n(CO)=amol,n(N2)=bmol,则:
            2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol):2a+2b   a+2b     0        0
变化量(mol):2b       2b      b       2b
平衡量(mol):2a       a       b       2b
若保持体积不变,再向容器中充入a mol NO,2b mol CO2,二氧化碳浓度增大量大于NO浓度增大量,浓度商大于平衡常数,平衡逆向移动;
②在其它条件不变的情况下在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的一半,瞬间氮气物质的量不变,压强增大,平衡正向移动,氮气物质的量增大到平衡时保持不变;
(3)若不使用CO,温度超过775K左右,NO的分解率降低,说明升高温度平衡逆向移动;
(4)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
③2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,(①+③+②)÷2可得:C(s)+O2(g)=CO2(g).

解答 解:(1)由题目信息可知,用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为:生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比,故2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)用平衡分压表示的平衡常数Kp=$\frac{p({N}_{2})×{p}^{2}(C{O}_{2})}{{p}^{2}(NO)×{p}^{2}(CO)}$,
故答案为:$\frac{p({N}_{2})×{p}^{2}(C{O}_{2})}{{p}^{2}(NO)×{p}^{2}(CO)}$;
(2)①一定温度下,向密闭容器中充入一定量NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(NO)=2amol,n(CO)=amol,n(N2)=bmol,则:
              2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol):2a+2b   a+2b     0        0
变化量(mol):2b       2b      b        2b
平衡量(mol):2a       a       b        2b
若保持体积不变,再向容器中充入a mol NO,2b mol CO2,二氧化碳浓度增大量大于NO浓度增大量,浓度商大于平衡常数,平衡逆向移动,v<v,故答案为:<;
②在其它条件不变的情况下在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的一半,瞬间氮气物质的量不变,压强增大,平衡正向移动,氮气物质的量增大到平衡时保持不变,t2-t3-t4时段N2物质的量的变化曲线为:
故答案为:
(3)若不使用CO,温度超过775K左右,NO的分解率降低,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故答案为:放热反应;
(4)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
③2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,(①+③+②)÷2可得:C(s)+O2(g)═CO2(g)△=-393KJ•mol-1
故答案为:C(s)+O2(g)═CO2(g)△=-393KJ•mol-1

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数、盖斯定律应用等,(2)中①注意对平衡常数的理解与灵活应用,难度中等.

练习册系列答案
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18.甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,也是一种比较理想的燃料.甲醇在各个领域有着广泛的应用.
(1)实验测得:32g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8kJ•mol-1
(2)燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.如图是一个化学过程的示意图.2CH3OH+3O2+4KOH$?_{充电}^{放电}$K2CO3+6H2O.

①A(石墨)电极的名称是阳极.
②通入O2的电极的电极反应式是2H2O+O2+4e-=4OH-
③写出通入CH3OH的电极的电极反应式是CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
④乙池中反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3
⑤当电路中通过0.01mol电子时,丙池溶液的C(H+)=0.1mol/L(忽略电解过程中溶液体积的变化).
(3)合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
①在恒温恒容条件下,充入一定量的H2和CO,发生反应2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g).则该反应达到平衡状态的标志有bcd
a.混合气体的密度保持不变             b.混合气体的总压强保持不变
c.CO的质量分数保持不变              d.甲醇的浓度保持不变
e.v(H2)=v(CH3OH)            f.v(CO)=v(CH3OH)
②要提高反应2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是:df
a.升温   b.加入催化剂       c.增加CO的浓度d.加入H2      e.加入惰性气体     f.分离出甲醇.

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