Question

【题目】汽车尾气中排放的NxOy和CO，科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化： 2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H1
（1）已知：CO的燃烧热△H2=﹣283kJmoL﹣1 ． 几种化学键的键能数据如下：

化学键	N≡N键	O=O键	N O键
键能kJ/mol﹣1	945	498	630

已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H3 ， 则：△H1= ．
（2）CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池（石墨为电极），若放电后电解质溶液中离子浓度大小顺序为 c（K+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣），则负极的反应式为；
（3）在一定温度下，向2L的密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应 4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g）△H＜0，相关数据如下：

	0min	5min	10min	15min	20min
c（NO2）	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c（N2）	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①5～10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n正（NO2）=n逆（N2） B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．气体密度不变D．容器内气体压强不变
③20min时，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，在t1时刻再次达到平衡时，NO2的转化率比原平衡时（填“变大”、“变小”或“不变”）．
④计算此温度下的化学平衡常数K=
⑤在上述平衡的基础上，在时间t2、t3时改变反应的某一条件，反应速率的变化如图所示，则在t3时刻改变的反应条件是：；在时间15﹣20，t1﹣t2 ， t2﹣t3 ， t4﹣t5时的平衡常数分别为K1、K2、K3、K4 ， 请比较各平衡常数的大小关系： ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣749kJ?moL﹣1
（2）2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O
（3）0.056mol/（L．min）；BD；变大；0.11；降低温度；K1=K2=K3＜K4
【解析】解：（1）焓变=反应物键能总和﹣生成物键能总和，则反应①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H3=945kJ/mol+498kJ/mol﹣630kJ/mol×2=+183 kJmoL﹣1 ， CO的燃烧热△H2=﹣283kJmoL﹣1 ， 即2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566kJ/mol ②，②﹣①得到2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），所以2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），△H1=﹣566kJ/mol﹣183 kJmoL﹣1=﹣749kJmoL﹣1 ， 所以答案是：﹣749kJmoL﹣1；（2）CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池中，负极上CO发生失电子的氧化反应，根据离子浓度大小关系，得到电极反应式为；2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O，所以答案是：2CO﹣2e﹣+3OH﹣=HCO3﹣+H2O；（3）①根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比，v（CO）=4v（N2）=4× =0.056mol/（L．min），所以答案是：0.056mol/（L．min）；②A．2n正（NO2）=n逆（N2），速率之比不等于计量数之比，故错误；
B．混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；
C．气体密度一直不变，故错误；
D．容器内气体压强不变，反应达平衡状态，故正确；故选：BD；
③20min时，向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以二氧化氮的转化率变大，所以答案是：变大；
④

	4CO（g）+	2NO2（g）	N2（g）+	4CO2（g）
初起浓度：	2	2	0	0
变化浓度：	1	0.5	0.25	1
平衡浓度：	1	1.5	0.25	1

所以K= =0.11，所以答案是：0.11；
⑤t3时刻反应速率都减小，平衡正向移动，而正反应是放热反应，所以降低温度；平衡常数是温度的函数，正反应是放热反应，温度升高K值减小，其中15﹣20是增大压强，t1﹣t2是使用催化剂，t2﹣t3时降低温度，t4﹣t5时温度不变，所以K1、K2、K3、K4的大小关系为：降低温度；K1=K2=K3＜K4 ．
【考点精析】掌握反应热和焓变和化学平衡状态本质及特征是解答本题的根本，需要知道在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．