Question

【題目】（1）超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層�？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔH___0(填“>”“<”或“＝”)。

（2）已知：反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K2。不同溫度時(shí)K1、K2的值如下表：

溫度/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1 173	2.15	1.67

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。

①平衡常數(shù)的表達(dá)式K1＝___；

②溫度為973K時(shí)：K＝___；(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位)

③反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是__(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

（3）已知在溫度為T時(shí)，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某時(shí)刻經(jīng)測(cè)定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應(yīng)___(填“已經(jīng)”或“沒(méi)有”)達(dá)到平衡，原因是__；此時(shí)刻v正__(填“＞”或“＜”)v逆。

Answer 1

【答案】＜ 0.62 吸熱 沒(méi)有 此時(shí)Qc=＝≈0.0123＜0.32=K ＞

【解析】

（1）依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)△H-T△S<0分析判斷；

（2）①Fe（s）+CO2（g）FeO（s）+CO（g） I、Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g） II，

將方程式I-II得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），則化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

=

K1

K2

，計(jì)算溫度為973K時(shí)K值；

②根據(jù)K=

K1

K2

③升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)K值判斷正反應(yīng)的反應(yīng)熱．

（3）根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算各物質(zhì)的濃度，進(jìn)而計(jì)算Qc，與平衡常數(shù)相比較，可判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，并判斷反應(yīng)的方向．

（1）2NO+2CO2CO2+N2 反應(yīng)的△S<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行△H-T△S<0，則反應(yīng)焓變一定小于0，△H<0，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：<；

(3)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)I、Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)II，

將方程式III得CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）,則化學(xué)平衡常數(shù)K={c(CO)×c(H2O)}÷{c(CO2).c(H2)}={ c(CO)÷c(CO2)}×{c(H2)c(H2O)}=K1÷K2,溫度為973K時(shí)K=1.47÷2.38=0.62，

故答案為： ；0.62；

③升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱。

(3)某時(shí)刻經(jīng)測(cè)定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，

起始(mol/L):1 1 0 0

轉(zhuǎn)化(mol/L):0.1 0.1 0.1 0.1

某時(shí)刻(mol/L):0.90.9 0.1 0.1

Qc=0.1×0.1÷(0.9×0.9)=0.012<0.32，

則沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),v正>v逆，

故答案為：沒(méi)有；Qc<K；>.