Question

随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）下图是在101 kPa，298K条件下1mol NO₂和1mol CO反应生成1mol CO₂和1mol NO过程中的能量变化示意图。

已知：① N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)    △H= +179.5kJ/mol

② 2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)  △H= -112.3kJ/mol

请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式： ____________________

（2）将0.20 mol NO₂和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如下图所示。

①下列说法正确的是___________（填序号）。

a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡

b.当向容器中再充入0.20 mol NO时，平衡向正反应方向移动，K增大

c.升高温度后，K减小，NO₂的转化率减小

d.向该容器内充入He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应速率增大

②计算产物NO在0～2 min内平均反应速率v（NO）=__________mol·L^-1·min^-1

③第4 min时改变的反应条件为__________________。

④计算反应在第6 min时的平衡常数K=________。若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol，平衡将________移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

Answer

2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) ΔH=－759.8 kJ/molc0.015升温1/36（或0.028）逆向

【解析】

（1）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+179.5kJ/mol；②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-112.3kJ/mol；依据图象书写得到热化学方程式③NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=（134-368）KJ/mol=-234KJ/mol；由盖斯定律②+③-①得到反应的热化学方程式：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）△H=-759.8KJ/mol；
（2）图象分析可知反应为：NO2（g）+CO（g）⇌NO（g）+CO2（g）；①a．反应前后气体体积不变，当容器内的压强不发生变化，不能说明该反应达到平衡，故a错误；b．当向容器中加再充入0.20mol NO时，平衡向逆反应方向移动，K值不变，故b错误；c．升高温度后，K值减小，说明平衡逆向进行，NO2的转化率减小，故c正确；d．向该容器内充入He气，总压增大，气体分压不变，所以反应反应速率不变，故d错误；故选c；
②产物NO在0～2min时平均反应速率v（NO）==0.015mol/L•min；
③图象分析可知4min后二氧化氮和一氧化碳浓度增大，一氧化氮和二氧化碳浓度减小，说明平衡逆向进行，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，符合图象变化；
④依据图象分析，6min时平衡状态下物质的浓度为c（NO2）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（NO）=0.02mol/L，c（CO2）=0.02mol/L，反应的平衡常数依据平衡常数概念计算，NO2（g）+CO（g）NO（g）+CO2（g），K==；若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol，浓度商计算Qc==＞K，平衡逆向进行。

点睛：盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的；即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关；盖斯定律的基本使用方法：①写出目标方程式；②确定“过渡物质”(要消去的物质)；③用消元法逐一消去“过渡物质”，平时要多练习，才能熟能生巧。