Question

13．CO和NO对环境影响较大，属于当今社会热点问题．请回答下列问题
（1）降低汽车尾气的反应：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的键能是632kJ/mol，CO中的键能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的键的键能为750kJ/mol，N₂中的键能是946kJ/mol，则该反应的△H=-538KJ/mol
（2）若在一定温度下，将1.4molNO、1.2molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示
①该反应的平衡常数K=0.05 L•mol^-1
②若保持温度不变，20min时再向容器中冲入CO、N2各0.8mol，平衡将向向左移动（填“向左”“向右”或“不”）
③20min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能 是bc（填序号）
a．缩小容器体积   b．增加CO₂的量   c．升高温度   d．加入催化剂
（3）固氮是科学家致力研究的重要课题，自然界中存在天然的大气固氮过程：N₂（g）+O₂（g）→2NO （g）-180.8kJ，工业合成氨则是人工固氮．
分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是CD．

反应	大气固氮		工业固氮
温度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行
B．K越大说明合成氨反应的速率越大
C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全
D．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大．

Answer 1

分析 （1）反应焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和；
（2）①依据平衡常数概念和化学方程式计算，结合化学平衡三行计算列式计算平衡浓度，平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
②依据加入一氧化碳和氮气的量计算此时浓度商和平衡常数进行比较判断平衡移动方向；
③图象分析一氧化碳浓度增大，说明平衡逆向进行，依据平衡移动原理分析判断选项；
（3）A、化学平衡常数说明反应进行的彻底程度问题，与反应进行的难易程度无关；
B、大气固氮的进行程度很小，利用大气固氮原理进行工业生成，产率很小；
C、合成氨是放热反应，温度越低，有利于平衡向正反应移动，反应的转化率越高；
D、化学平衡常数说明反应进行的彻底程度问题，与反应速率无关．

解答 解：（1）2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）若NO中的键能是632kJ/mol，CO中的键能是1072kJ/mol，CO₂中C=O的键的键能为750kJ/mol，N₂中的键能是946kJ/mol，则该反应的△H=2×632KJ/mol+2×1072kJ/mol-（946kJ/mol+2×2×750kJ/mol）=-538KJ/mol，
故答案为：-538KJ/mol；
（2）①反应达到平衡状态时，结合三行计算列式，
                 2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L）   1.4      1.2       0       0
变化量（mol/L）   0.4      0.4     0.2      0.4    
平衡量（mol/L）    1       0.8     0.2      0.4
c（CO）=0.8mol/L，C（N₂）=0.2mol/L，C（CO₂）=0.4mol/L，C（NO）=1mol/L，
k=$\frac{[{N}_{2}][C{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[CO]^{2}}$=$\frac{0．{4}^{2}×0.2}{{1}^{2}×0．{8}^{2}}$L•mol^-1=0.05 L•mol^-1，
故答案为：0.05 L•mol^-1；
②加入氮气和一氧化碳的瞬间，C（N₂）=（0.2+0.8）mol/L=1mol/L，c（CO）=1.6mol/L，浓度商Qc=$\frac{1×0．{4}^{2}}{1．{6}^{2}×{1}^{2}}$=$\frac{1}{16}$=0.0625＞0.05，则平衡向逆反应方向移动；
故答案为：向左；
③平衡时一氧化碳的浓度增大，平衡向逆反应方向移动，
a．缩小容器体积平衡向正反应方向移动，故a错误；
b．增加CO₂ 的量平衡向逆反应方向移动，故b正确；
c．升高温度平衡向逆反应方向移动，故c正确；
d．加入催化剂不改变平衡移动，故d错误；
故选bc；
（3）A、化学平衡常数说明反应进行的彻底程度问题，与反应进行的难易程度无关，故A错误；
B、化学平衡常数说明反应进行的彻底程度问题，与反应速率无关，故B错误；
C、合成氨是放热反应，温度越低，有利于平衡向正反应移动，反应的转化率越高，反应越完全，故C正确；
D、大气固氮的进行程度很小，利用大气固氮原理进行工业生成，产率很小，没有实际意义，故D正确；
故答案为：CD．

点评 本题考查化学平衡常数及影响因素、意义，依据键能计算反应焓变方法等，难度中等，注意化学平衡常数大小说明反应进行程度，与反应难易无关、与反应速率无关．