Question

圖a是1 mol NO₂和1 mol CO反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，圖b是反應中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據圖意回答下列問題：
        
a                                           b
(1)寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式        。
(2)從反應開始到平衡，用NO₂濃度變化表示平均反應速率v(NO₂)＝       。
(3)此溫度下該反應的平衡常數K=       ；溫度降低，K       （填“變大”、“變小”或“不變”）
(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應物，測得反應達到平衡吋的有關數據如下表：

容 器	甲	乙	丙
反應物投入量	1 mol NO2 1 mol CO	2 mol NO 2 mol CO2	1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2
平衡時c(NO) /mol·L-1	1.5	3	m
能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	放出c kJ
CO或NO的轉化率	α1	α2	α3

則：α₁+α₂=       ， a+b/2=        ,m=       

Answer 1

（1）NO₂(g)+CO(g)＝NO(g)+CO₂(g) ΔH＝—234 kJ/mol
（2）1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1   （3） 9 ； 變大  （4） 1 ；  234 ；  3

試題分析：（1）根據圖像a可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，反應是放熱反應，△H＝134 kJ/mol－368kJ/mol＝－234 kJ/mol，則該反應的熱化學方程式是NO₂(g)+CO(g)＝NO(g)+CO₂(g) ΔH＝—234 kJ/mol。
（2）根據圖像b可知，平衡時NO的濃度是1.50mol/L，則消耗NO₂的濃度是1.50mol/L，所以從反應開始到平衡，用NO₂濃度變化表示平均反應速率v(NO₂)＝1.50mol/L÷t₁＝1.50/t₁ mol·L^－1·min^－1。
（3）根據圖像b可知，平衡時NO₂、CO、NO和CO₂的濃度分別是（mol/L）0.5、0.5、1.5、1.5，則根據方程式可知，該反應的平衡常數K＝。正方應是放熱反應，溫度降低，平衡向正反應方向移動，則平衡常數增大。
（4）因為該反應是體積不變的可逆反應，三個容器中反應物的起始量之比是相同的，所以平衡是等效的。甲和乙兩個容器的反應方向相反，則α₁+α₂＝1；a＝234 kJ/mol×0.75mol，b＝234 kJ/mol×0.5mol，則a+b/2＝234kJ。由于丙中的平衡也是等效的，則m＝3mol/L。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。該題的難點是等效平衡的判斷和應用，所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應只要起始濃度相當，無論經過何種途徑，都可以達到相同的平衡狀態。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進行等效轉化——邊倒法，即按照反應方程式的計量數之比轉化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。