Question

新近出版的《前沿科學》雜志刊發(fā)的中國環(huán)境科學研究院研究員的論文《汽車尾氣污染及其危害》，其中系統(tǒng)地闡述了汽車尾氣排放對大氣環(huán)境及人體健康造成的嚴重危害。目前降低尾氣的可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉化器。NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分，這兩種氣體在催化轉換器中發(fā)生反應：2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g) △H=－a kJ·mol^-1。
（1）CO₂的電子式為          。
（2）已知2NO(g)＋O₂(g)=2NO₂(g) △H=－b kJ·mol^-1；CO的燃燒  熱△H=－c kJ·mol^-1。書寫在消除汽車尾氣中NO₂的污染時，NO₂與CO的可逆反應的熱化學反應方程式        。
（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的濃度變化如圖所示：

①有害氣體NO的轉化率為          ，0~15min  NO的平均速率v(NO)=          。
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是   。

Answer 1

（1）　(1分)
（2）4CO(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋4CO₂(g)  △H="-a+b-2c" kJ·mol^-1�！�(3分，方程式及狀態(tài)2分，焓變1 分)
（3）①40% (2分)    0.027mol/(L·min)  　(2分)   ②c d　(2分)   ③向左　(2分)
5/36  L/mol或0.14 L/mol(2分)

試題分析：（1）CO₂的電子式 。
（2）2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g) △H=－a kJ·mol^-1 ①
2NO(g)＋O₂(g)=2NO₂(g) △H=－b kJ·mol^-1   ②
CO(g)＋1/2O₂(g)CO₂(g)   △H=－c kJ·mol^-1  ③
由①－②+2×③得 4CO(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋4CO₂(g)  △H="-a+b-2c" kJ·mol^-1。
（3）①
2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)
起始濃度(mol·L^－1)      1.2      1          0       0
轉化濃度(mol·L^－1)      0.4     0.4        0.2       0.4
平衡濃度(mol·L^－1)      0.8     0.6        0.2       0.4              
有害氣體NO的轉化率為×100%＝40%；0~15min  NO的平均速率v(NO)=＝0.027mol/(L·min)。化學平衡常數K=＝0.14。
②a．縮小容器體積，CO濃度增大，所以錯誤。
b．增加CO的量，CO濃度增大，所以錯誤。
c．降低溫度，正向移動，CO濃度減小，所以正確。
d．擴大容器體積，CO濃度減小，所以正確。
所以選c d。 
③20min時再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，此時各成分的濃度變?yōu)?br />2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)
瞬時濃度(mol·L^－1)       0.8       0.6        0.4      0.6
Qc＝＝0.625>0.14，所以逆向移動；化學平衡常數只和溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，所以化學平衡常數還是L/mol或0.14 L/mol。