【知识点】化学实验基本操作(二):反应
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解:\({\rm (1)CO}\)的燃烧热反应为①\({\rm CO(g)+ \dfrac {1}{2} O _{2} (g)═CO _{2} (g)\ H _{1} =-283.5kJ/mol}\), #
③\({\rm N _{2} (g)+O _{2} (g)?2NO(g)\ H _{3} =+180.0kJ/mol}\), #
所求反应为:\({\rm 2CO+2NO?N _{2} +2CO _{2}}\),该反应可由①\({\rm ×2-}\)③得到,根据盖斯定律,该反应的焓变为\({\rm \ H=2\ H _{1} -\ H _{3} =-747kJ/mol}\),
故答案为:\({\rm -747kJ/mol}\); #
\({\rm (2)A.N _{2}}\)和\({\rm CO _{2}}\)均为产物,其物质的量之比为化学计量数之比,所以\({\rm N _{2}}\)和\({\rm CO _{2}}\)的物质的量之比不变不能说明反应到达平衡状态,故A选;
B.混合气体密度为\({\rm ρ= \dfrac {m}{V}}\),反应前后质量守恒,\({\rm m}\)不变,容器体积\({\rm V}\)不变,所以密度不变,不能通过密度说明化学反应达到平衡,故B选;
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C.反应为气体分子数发生改变的反应,容器内压强发生改变,到达平衡时,压强不变,可以判断化学反应达到平衡,故C不选; #
D.化学反应达到平衡时,\({\rm v _{正} =v _{逆}}\),则满足\({\rm 2v(N _{2} ) _{正} =v(CO) _{逆}}\),可以说明化学反应达到平衡,故D不选; #
E.混合气体的平均相对分子质量在数值上为\({\rm \dfrac {m}{n}}\),反应前后质量守恒\({\rm m}\)不变,气体分子数发生改变,\({\rm n}\)改变,所以混合气体的平均相对分子质量保持不变可以说明化学反应达到平衡,故E不选,
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故答案为:\({\rm A}\)、\({\rm B}\);
\({\rm (3)}\)①反应Ⅱ:\({\rm 4CO+2NO _{2} ?N _{2} +4CO _{2}}\),
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起始\({\rm (mol)2}\) \({\rm 1}\) \({\rm 0}\) \({\rm 0}\) #
平衡\({\rm (mol)1}\) \({\rm 0.5}\) \({\rm 0.25}\) \({\rm 1}\)
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则反应的平衡常数为\({\rm K= \dfrac {c(N_{2})c^{4}(CO_{2})}{c^{4}(CO)c^{2}(NO_{2})} = \dfrac { \dfrac {0.25}{2}×( \dfrac {1}{2})^{4}}{( \dfrac {1}{2})^{4}×( \dfrac {0.5}{2})^{2}} =2}\), #
故答案为:\({\rm 2}\);
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②反应Ⅱ为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行,平衡时\({\rm CO _{2}}\)的体积分数减小,所以温度\({\rm T _{1} < T _{2}}\),
若在\({\rm D}\)点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小不完全燃烧,随着反应进行,气体分子数减小,压强降低,减压有利于反应逆向进行,升温有利于反应逆向进行,则\({\rm CO _{2}}\)平衡时体积分数减少,所以重新平衡时最可能变成\({\rm E}\)点,
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故答案为:\({\rm < }\);\({\rm E}\)。
\({\rm (1)CO}\)的燃烧热反应为\({\rm CO(g)+ \dfrac {1}{2} O _{2} (g)═CO _{2} (g)}\),根据已知焓变的热化学方程式推导所求反应,再由盖斯定律计算所求反应的焓变;
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\({\rm (2)A.N _{2}}\)和\({\rm CO _{2}}\)均为产物,其物质的量之比为化学计量数之比;
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B.混合气体密度为\({\rm ρ= \dfrac {m}{V}}\);
C.反应为气体分子数发生改变的反应,容器内压强发生改变;
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D.化学反应达到平衡时,\({\rm v _{正} =v _{逆}}\);
E.混合气体的平均相对分子质量在数值上为\({\rm \dfrac {m}{n}}\); #
\({\rm (3)}\)①根据方程式计算各组分的平衡浓度,代入化学平衡常数表达式计算化学平衡常数的值;
②反应Ⅱ为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行不完全燃烧,平衡时\({\rm CO _{2}}\)的体积分数减小,随着反应进行,气体分子数减小,压强降低。
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本题考查了化学平衡,涉及反应流程的理解、盖斯定律、影响化学平衡的因素、化学平衡状态的判断等,题目难度不大,注意对化学平衡的原理理解。