Question

【題目】燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染產(chǎn)生霧霾的原因之一。消除汽車尾氣是減少城市空氣污染的熱點研究課題。

（1）已知：①N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5kJ·mol－1

②CO(g)＋1/2 O2(g)＝CO2 (g) △H＝－283kJ·mol－1

則汽車尾氣中NO和CO在催化轉化器中相互反應成無污染的氣體的熱化學方程式是__________。

（2）在密閉容器中發(fā)生該反應時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線，如圖所示。

已知當固體催化劑的質(zhì)量一定時，增大其表面積可提高化學反應速率。若催化劑的表面積S1＞S2，在圖中畫出c(CO2)在T2、S2條件下達到平衡過程的變化曲線_____________。

（3）在一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol氣體CO 通入到固定容積為2L的容器中，反應過程中部分物質(zhì)的濃度變化如右圖所示：

①有害氣體NO的轉化率為________， 0~15min NO的平均速率v(NO)=______mol/(L·min)。（保留兩位有效數(shù)字）

②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是________（選填序號）。

a．縮小容器體積b．增加CO的量 c．降低溫度 d．擴大容器體積

③若保持反應體系的溫度不變，20min時再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化學平衡將___________移動（選填“向左”、“向右”或“不”），移動后在達到平衡時的平衡常數(shù)的值是____________（保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJmol-1 40% 0.027mol/（Lmin） cd 向左 0.14

【解析】試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算汽車尾氣中NO和CO在催化轉化器中相互反應生成無污染氣體的焓變；（2）催化劑能加快化學反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，平衡時CO2的濃度與T2、S2相同；（3）①根據(jù)轉化率=計算；根據(jù) 計算速率；②根據(jù)平衡移動原理分析CO濃度減小的原因；③利用“三段式”計算平衡常數(shù)，計算再向容器中充入NO、N2各0.4mol時的Q值，根據(jù)Q、K的關系判斷平衡移動方向；溫度相同，平衡常數(shù)不變；

解析：（1）①N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5kJ·mol－1

②CO(g)＋1/2 O2(g)＝CO2 (g) △H＝－283kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律，②×2－①得2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJmol-1；（2）催化劑能加快化學反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，平衡時CO2的濃度與T2、S2相同，所以若催化劑的表面積S1＞S2， c(CO2)在T2、S2條件下達到平衡過程的變化曲線是；

（3）根據(jù)圖像

①轉化率== ； =0.027mol/（Lmin）；②a．縮小容器體積，CO濃度增大，故a錯誤；b．增加CO的量，CO的濃度一定增大，故b錯誤； c．降低溫度，平衡正向移動，CO濃度減小，故c正確； d．擴大容器體積，CO濃度一定減小，故d正確，選cd；③根據(jù)“三段式”，平衡常數(shù)0.14 ，再向容器中充入NO、N2各0.4mol時的Q=， Q>K，平衡向左移動；溫度相同，平衡常數(shù)不變，移動后在達到平衡時的平衡常數(shù)的值是0.14；