Question

10．雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO₂（g）+N₂（g）．
（1）若在一定温度下，将1.0molNO、0.5molCO充入0.5L固定容积的容器中，达到平衡时NO、CO、CO₂、N₂物质的量分别为：0.8mol、0.3mol、0.2mol、0.1mol，该反应的化学平衡常数K=$\frac{5}{144}$或0.0347；若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.3mol，平衡将不移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
（2）CO可以合成甲醇．已知：
①2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1529kJ•mol^-1；
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1；
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
则CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据三行式来求平衡时各组分的浓度，然后代入表达式求解；求此时的浓度商与平衡常数的大小关系来判断移动方向；
（2）根据盖斯定律$\frac{1}{2}$②+③-$\frac{1}{2}$①可得目标反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），据此计算出该反应的△H．

解答 解：（1）反应2NO+2CO?2CO₂ +N₂达到平衡时各组分的浓度分别为：c（NO）$\frac{0.8mol}{0.5L}$=1.6mol/L，c（CO）=$\frac{0.3mol}{0.5L}$=0.6mol/L，c（CO₂）=$\frac{0.2mol}{0.5L}$0.4mol/L，c（N₂）=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L，则该反应的平衡常数为：K=$\frac{0．{4}^{2}×0.2}{1．{6}^{2}×0．{6}^{2}}$=$\frac{5}{144}$≈0.0347；
再向容器中充入CO、N₂各0.3mol，此时的浓度商Qc=$\frac{0．{4}^{2}×0.8}{1．{6}^{2}×1．{2}^{2}}$=0.0347=K，所以平衡不移动，
故答案为：$\frac{5}{144}$或0.0347；不；
（2）①2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1529kJ•mol^-1；
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1；
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
根据盖斯定律，$\frac{1}{2}$②+③-$\frac{1}{2}$①可得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=$\frac{1}{2}$×（-566.0kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）-$\frac{1}{2}$（-1529kJ•mol^-1）=-90.1kJ•mol^-1，
故答案为：-90.1．

点评 本题考查了化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用等知识，题目难度中等，明确化学平衡常数的概念及表达式为解答关键，注意掌握盖斯定律的内容及应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．