Question

【题目】氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：

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）若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式：_______；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是（填字母代号）____________。

a．增大容器压强 b．升高温度 c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度

（2）向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。

物质的量/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内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______，该条件下的平衡常数K=_____。

②第15 min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1_______T2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，则此时反应_______移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（3）工业上可以用氨水除去反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中产生的CO2，得到NH4HCO3溶液，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________。（已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7，Ka2=4×10-11，水的离子积常数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）根据平衡常数定义分析书写化学方程式；结合盖斯定律求出目标方程，根据影响化学反应速率与化学平衡的影响效果作答；

（2）①化学反应速率之比等于参加反应的各物质的化学计量数之比；列出三段式计算平衡常数；

②根据盖斯定律求出该反应为放热反应，再结合温度对平衡的影响效果分析；

③根据浓度商与化学平衡常数K的关系分析；

（3）根据化学平衡常数的定义，结合给定的各种平衡常数的表达式分析作答。

（1）根据平衡常数定义，若平衡常数表达式为K=，则化学方程式为：，根据盖斯定律，②×2-①-③得：，可知该反应为体积减小的放热反应，

a. 增大容器压强平衡正向移动，NO转化率增大；

b. 升高温度平衡逆向移动，NO转化率减小；

c. 使用优质催化剂不改变平衡；

d. 增大CO浓度，可以提高NO的转化率；

综上分析，能够增大反应中NO的转化率的是ad；

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

（2）

①由表格数据可知，0~5min内，以N2表示的该反应速率为，则以CO2表示的该反应速率。根据表格信息可知，反应到10min时达到平衡状态，

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

起始量(mol/L) 1 0 0

变化量(mol/L) 0.60 0.30 0.30

平衡量(mol/L) 0.40 0.30 0.30

则平衡常数K=，

故答案为：0.042mol·L-1·min-1；；

②根据盖斯定律可知，C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol①，N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ/mol②，则①-②可得，C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-574.5 kJ/mol，则可知反应为放热反应；第15min后，温度调整到T2，由表格中数据可知，NO减少，N2增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，则改变条件的条件为降温，即T1＞T2，故答案为：＞；

③因30min时平衡的浓度、、，则T2时平衡常数；若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入四种反应混合物各2 mol，加入混合物后浓度、、，加入混合物后，则此时反应正向移动，故答案为：正向；

（3）反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K====1.25×10－3，故答案为：1.25×10－3。