Question

【題目】氮的氧化物是大氣污染物之一，用活性炭或一氧化碳還原氮氧化物，可防止空氣污染。回答下列問題：

已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ/mol

（1）若某反應的平衡常數(shù)表達式為K=，請寫出此反應的熱化學方程式：_______；下列措施能夠增大此反應中NO的轉(zhuǎn)化率的是（填字母代號）____________。

a．增大容器壓強 b．升高溫度 c．使用優(yōu)質(zhì)催化劑 d．增大CO的濃度

（2）向容積為2L的密閉容器中加入活性炭(足量)和NO，發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物質(zhì)的量變化如下表所示。

物質(zhì)的量/mol	T1/℃				T2/℃
	0	5 min	10 min	15 min	20 min	25 min	30 min
NO	2.0	1.16	0.80	0.80	0.50	0.40	0.40
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.75	0.80	0.80

①0～5min內(nèi)，以CO2表示的該反應速率v(CO2)=______，該條件下的平衡常數(shù)K=_____。

②第15 min后，溫度調(diào)整到T2，數(shù)據(jù)變化如上表所示，則T1_______T2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③若30min時，保持T2不變，向該容器中再加入該四種反應混合物各2 mol，則此時反應_______移動（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（3）工業(yè)上可以用氨水除去反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中產(chǎn)生的CO2，得到NH4HCO3溶液，反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=____________。（已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4×10-7，Ka2=4×10-11，水的離子積常數(shù)Kw=1×10-14）

Answer 1

【答案】2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　△H=-747 kJ/mol， ad 0.042mol·L-1·min-1 9/16 ＞ 正向 1.25×10－3

【解析】

（1）根據(jù)平衡常數(shù)定義分析書寫化學方程式；結合蓋斯定律求出目標方程，根據(jù)影響化學反應速率與化學平衡的影響效果作答；

（2）①化學反應速率之比等于參加反應的各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比；列出三段式計算平衡常數(shù)；

②根據(jù)蓋斯定律求出該反應為放熱反應，再結合溫度對平衡的影響效果分析；

③根據(jù)濃度商與化學平衡常數(shù)K的關系分析；

（3）根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，結合給定的各種平衡常數(shù)的表達式分析作答。

（1）根據(jù)平衡常數(shù)定義，若平衡常數(shù)表達式為K=，則化學方程式為：，根據(jù)蓋斯定律，②×2-①-③得：，可知該反應為體積減小的放熱反應，

a. 增大容器壓強平衡正向移動，NO轉(zhuǎn)化率增大；

b. 升高溫度平衡逆向移動，NO轉(zhuǎn)化率減小；

c. 使用優(yōu)質(zhì)催化劑不改變平衡；

d. 增大CO濃度，可以提高NO的轉(zhuǎn)化率；

綜上分析，能夠增大反應中NO的轉(zhuǎn)化率的是ad；

故答案為：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　H=-747 kJ/mol；ad；

（2）

①由表格數(shù)據(jù)可知，0~5min內(nèi)，以N2表示的該反應速率為，則以CO2表示的該反應速率。根據(jù)表格信息可知，反應到10min時達到平衡狀態(tài)，

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

起始量(mol/L) 1 0 0

變化量(mol/L) 0.60 0.30 0.30

平衡量(mol/L) 0.40 0.30 0.30

則平衡常數(shù)K=，

故答案為：0.042mol·L-1·min-1；；

②根據(jù)蓋斯定律可知，C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol①，N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ/mol②，則①-②可得，C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-574.5 kJ/mol，則可知反應為放熱反應；第15min后，溫度調(diào)整到T2，由表格中數(shù)據(jù)可知，NO減少，N2增加，平衡正向移動，由于正反應為放熱反應，則改變條件的條件為降溫，即T1＞T2，故答案為：＞；

③因30min時平衡的濃度、、，則T2時平衡常數(shù)；若30min時，保持T2不變，向該容器中再加入四種反應混合物各2 mol，加入混合物后濃度、、，加入混合物后，則此時反應正向移動，故答案為：正向；

（3）反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K====1.25×10－3，故答案為：1.25×10－3。