Question

【题目】面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

(1)已知：H2O(g)=H2O(l)　 ΔH1=-Q1 kJ/mol

C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　 ΔH2=-Q2 kJ/mol

C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2 (g)+3H2O(g)　 ΔH3=-Q3 kJ/mol

则23g液态酒精完全燃烧并恢复至室温放出的热量为________________kJ。

(2)下表为反应2SO2(g)＋O2 (g)2SO3(g)的相应温度下平衡常数的数值，由此得出该反应的ΔH__________0（填“>”“=”或“<”）。

T/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	2.6	1.9	1.0	0.7	0.6

(3)①已知：在2L密闭容器中，17℃、1.01×105Pa条件下，2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0的平衡常数K=13.3。当此反应达到平衡时，若n(NO2)=0.060mol，则c(N2O4)=_______(保留两位有效数字)。

②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c(NO2)=0.040mol/L，c(N2O4)=0.0070mol/L，则改变的条件是______________。

Answer 1

【答案】(Q3-Q2+3Q1) < 0.012 mol/L 升高温度

【解析】

(1)依据盖斯定律得出液体乙醇完全燃烧产生液体水的热化学方程式，再计算23g乙醇燃烧放出的热量；

(2)化学平衡常数只与温度有关，根据温度与化学平衡常数的变化关系判断反应的热效应；

(3)①根据平衡常数的含义结合平衡时c(NO2)，可计算出平衡时c(N2O4)；

②改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，根据c(NO2)、c(N2O4)，求出K值，K值减小，说明升高了温度，平衡逆向移动。

(1)①H2O(g)=H2O(l)　 ΔH1=-Q1 kJ/mol

②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　 ΔH2=-Q2 kJ/mol

③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)　 ΔH3=-Q3 kJ/mol

③-②+①×3整理可得C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(Q3-Q2+3Q1) kJ/mol

23g酒精的物质的量是0.5mol，则其完全燃烧产生液体水放出热量Q=(Q3-Q2+3Q1) kJ；

(2)根据表格数据可知，温度升高，K减小，说明升高温度，平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以ΔH<0；

(3)①平衡时n(NO2)=0.060mol，容器的容积为2L，所以平衡时NO2的浓度为c(NO2)=0.060mol÷2L=0.030mol/L，根据2NO2(g)N2O4(g)的化学平衡常数K==13.3，c(N2O4)=K×c2(NO2)= 0.012mol/L；

②改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c(NO2)=0.040mol/L，c(N2O4)=0.0070mol/L，K=<13.3，K减小，说明升高了温度，平衡逆向移动，导致化学平衡常数减小。