Question

2014年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2 CO₂(g)+N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

（1）该反应的△H    0(选填“>’’、“<")。
（2）在T₂温度下，0~2 s内的平均反应速率v(N₂)=     
（3）当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂，在上图中画出c(CO₂₎在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（4）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是         (填代号)。

Answer 1

（1）＜；（2）0.025mol/（L?s）；（3）；（4）bd。

试题分析：（1）根据题给图像知，温度T₁时先达平衡，即温度为T₁时反应速率快，根据温度对反应速率的影响规律知，温度T₁＞T₂；温度为T₁时，二氧化碳的平衡浓度较低，说明升高温度平衡向逆反应移动，根据温度对化学平衡的影响规律知，该反应放热反应，△H＜0；（2）根据题给图像知，T₂温度时2s到达平衡，二氧化碳的浓度变化为0.1mol/L，根据公式v=△c/△t知，v（CO₂）=0.05mol/（L?s），利用速率之比等于化学计量数之比知，v（N₂）=0.025mol/（L?s）；（3）固体催化剂表面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S₁＞S₂，S₂条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，平衡时二氧化碳的浓度与温度T₁到达平衡时相同，故c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线为：；（4）a、可逆反应到达平衡后正、逆速率相等且不再变化，由图像a知，t₁时刻V_正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，与图像符合，正确，c、t₁时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t₁时刻未到达平衡状态，错误；d、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，正确；选bd。