题目内容
图a是1mol NO2和 1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图.根据图意回答下列问题:

(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 .
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)= .
(3)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
则:α1+α2= ,a+
= ,m=
(4)此温度下该反应的平衡常数K= ;温度降低,K (填“变大”、“变小”或“不变”
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=
(3)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
| 容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1mol NO2 1mol CO | 2mol NO 2mol CO2 | 1mol NO2、1mol CO 1mol NO、1mol CO2 |
| 平衡时c(NO)/mol?L-1 | 1.5 | 3 | m |
| 能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
| CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
| b |
| 2 |
(4)此温度下该反应的平衡常数K=
考点:化学平衡的计算,热化学方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡常数的含义
专题:
分析:(1)根据能量变化图,反应热等于=正反应的活化能减去逆反应的活化能,结合热化学方程式的书写规则书写;
(2)由图可知,t1min到达平衡,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,根据v=
计算v(NO),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(NO2);
(3)甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,CO的转化率为α1,计算平衡时甲CO的物质的量,乙中平衡时NO的转化率为α2,计算平衡时乙中CO的物质的量,据此解答;
甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,令平衡时甲中CO为nmol,则乙中CO为2nmol,结合热化学方程式计算反应热,据此解答;
丙与乙是等效平衡,平衡时NO的浓度相等;
(4)根据CO的起始浓度确定NO2的起始浓度,利用三段式计算平衡时各组分的浓度,代入平衡常数表达式计算;根据反应热判断降低温度,平衡移动的方向,据此判断降低温度对平衡常数的影响.
(2)由图可知,t1min到达平衡,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,根据v=
| △C |
| △t |
(3)甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,CO的转化率为α1,计算平衡时甲CO的物质的量,乙中平衡时NO的转化率为α2,计算平衡时乙中CO的物质的量,据此解答;
甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,令平衡时甲中CO为nmol,则乙中CO为2nmol,结合热化学方程式计算反应热,据此解答;
丙与乙是等效平衡,平衡时NO的浓度相等;
(4)根据CO的起始浓度确定NO2的起始浓度,利用三段式计算平衡时各组分的浓度,代入平衡常数表达式计算;根据反应热判断降低温度,平衡移动的方向,据此判断降低温度对平衡常数的影响.
解答:
解:(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,所以热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1;
(2)由图可知,t1min到达平衡,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,故v(NO)=
=
mol?L-1?min-1,速率之比等于化学计量数之比,故v(NO2)=v(NO)=
mol?L-1?min-1,
故答案为:
mol?L-1?min-1
(3)甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,CO的转化率为α1,则平衡时CO的物质的量为(1-α1)mol,乙中平衡时NO的转化率为α2,乙中平衡时CO的物质的量为2α2mol,故2(1-α1)=2α2,整理得α1+α2=1;
令平衡时甲中CO为nmol,则乙中CO为2nmol,甲中放出的热量为(1-n)×234kJ=akJ,乙中吸收的热量为2n×234kJ=bkJ,整理得a+
=234;
丙与乙是完全等效平衡,平衡时NO的浓度相等,故m=3mol/L,
故答案为:1;234;3mol/L;
(4)CO的起始浓度为2mol/L,二氧化氮与NO的起始物质的量相等,故NO2的起始浓度为2mol/L,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,则:
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)
开始(mol/L):2 2 0 0
变化(mol/L):1.5 1.5 1.5 1.5
平衡(mol/L):0.5 0.5 1.5 1.5
故该温度下平衡常数k=
=9,
该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数变大,
故答案为:9:变大.
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1;
(2)由图可知,t1min到达平衡,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,故v(NO)=
| 1.5mol/L |
| t 1min |
| 1.5 |
| t 1 |
| 1.5 |
| t 1 |
故答案为:
| 1.5 |
| t 1 |
(3)甲与乙是等效平衡,对应各组分的含量完全相同,对应各组分的物质的量乙是甲中的2倍,CO的转化率为α1,则平衡时CO的物质的量为(1-α1)mol,乙中平衡时NO的转化率为α2,乙中平衡时CO的物质的量为2α2mol,故2(1-α1)=2α2,整理得α1+α2=1;
令平衡时甲中CO为nmol,则乙中CO为2nmol,甲中放出的热量为(1-n)×234kJ=akJ,乙中吸收的热量为2n×234kJ=bkJ,整理得a+
| b |
| 2 |
丙与乙是完全等效平衡,平衡时NO的浓度相等,故m=3mol/L,
故答案为:1;234;3mol/L;
(4)CO的起始浓度为2mol/L,二氧化氮与NO的起始物质的量相等,故NO2的起始浓度为2mol/L,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,则:
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)
开始(mol/L):2 2 0 0
变化(mol/L):1.5 1.5 1.5 1.5
平衡(mol/L):0.5 0.5 1.5 1.5
故该温度下平衡常数k=
| 1.5×1.5 |
| 0.5×0.5 |
该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数变大,
故答案为:9:变大.
点评:本题考查化学平衡影响因素、等效平衡、化学平衡的计算,题目计算量较大,难度较大,关键是构建平衡建立的等效途径,(3)中注意从正、逆不同方向建立的等效平衡转化率、反应热的关系.
练习册系列答案
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amol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为( )
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| ||
B、(
| ||
C、(
| ||
D、(
|
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