Question

图 a 是 1 mol NO₂ 和 1 mol CO 恰好反应生成 CO₂ 和 NO 过程中的能量变化示意图；现往体积固定的密闭容器中通入等物质的量的 NO₂ 和 CO，反应中的 CO 和 NO 的浓度随时间变化的示意图如 b 图。根据图意回答下列问题：

(1)写出 NO₂ 和CO 反应的热化学方程式__________。

(2)从反应开始到平衡，用 NO₂ 浓度变化表示平均反应速率 v(NO₂)＝_________。

(3)此温度下达到平衡时 NO₂ 的转化率为_________。

(4)830K 时，在密闭容器中发生下列可逆反应CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)  △H＜0。试回答下列问题：

①若起始时 c(CO)=2mol·L^-1，c(H₂O)=3mol·L^-1，达到平衡时 CO 的转化率为 60%，则在该温度下，该反应的平衡常数 K=__。

②在相同温度下，若起始时 c(CO)=1mol·L^-1，c(H₂O)=2mol·L^-1，反应进行一段时间后，测得 H₂ 的浓度为 0.5mol·L^-1，则此时该反应______(填“是”与“否”)达到平衡状态，此时 v(正)_____v(逆)(填“>”、“＝”或“<”)。

Answer

NO2 (g) + CO(g) = NO(g) + CO2(g) ΔH ＝－234 kJ·mol−1 75% 1 否 ＞

【解析】

根据焓变等于反应物的活化能－生成物的活化能分析，根据图像求出NO2的改变量，再计算NO2的速率和转化率，通过建立三段式进行计算平衡常数，再计算浓度商来判断是否达到平衡。

(1) NO2 和CO 反应的热化学方程式NO2 (g) + CO(g) = NO(g) + CO2(g) ΔH ＝134 kJ·mol−1－368 kJ·mol−1＝－234 kJ·mol−1；故答案为：NO2 (g) + CO(g) = NO(g) + CO2(g) ΔH ＝－234 kJ·mol−1。

(2)从反应开始到平衡，NO改变量为1.5 mol⸱L−1，则NO2的改变量为1.5 mol⸱L−1，用NO2浓度变化表示平均反应速率；故答案为：。

(3)由于体积固定的密闭容器中通入等物质的量的 NO 和 CO，CO开始的浓度为2 mol⸱L−1，平衡时改变量为1.5 mol⸱L−1，此温度下达到平衡时 NO2的转化率为；故答案为：75%。

(4)①若起始时 c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，达到平衡时 CO 的转化率为 60%，，则在该温度下，该反应的平衡常数 ；故答案为：1。

②在相同温度下，若起始时 c(CO)=1 mol⸱L−1，c(H2O)=2 mol⸱L−1，反应进行一段时间后，测得 H2 的浓度为 0.5 mol⸱L−1，则此时c(CO2)=0.5 mol⸱L−1，c(CO)=(1－0.5) mol⸱L−1=0.5 mol⸱L−1，c(H2O)= (2－0.5) mol⸱L−1=1.5 mol⸱L−1，则此时浓度商，因此此时该反应没有达到平衡状态，平衡正向移动，因此υ(正) ＞υ(逆)；故答案为：否；＞。