Question

【题目】燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。

（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

则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是__________。

（2）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，如图所示。

已知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，在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程的变化曲线_____________。

（3）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO 通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如右图所示：

①有害气体NO的转化率为________， 0~15min NO的平均速率v(NO)=______mol/(L·min)。（保留两位有效数字）

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是________（选填序号）。

a．缩小容器体积b．增加CO的量 c．降低温度 d．扩大容器体积

③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化学平衡将___________移动（选填“向左”、“向右”或“不”），移动后在达到平衡时的平衡常数的值是____________（保留两位有效数字）。

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】试题分析：（1）根据盖斯定律计算汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应生成无污染气体的焓变；（2）催化剂能加快化学反应速率，不能使平衡发生移动，平衡时CO2的浓度与T2、S2相同；（3）①根据转化率=计算；根据 计算速率；②根据平衡移动原理分析CO浓度减小的原因；③利用“三段式”计算平衡常数，计算再向容器中充入NO、N2各0.4mol时的Q值，根据Q、K的关系判断平衡移动方向；温度相同，平衡常数不变；

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

根据盖斯定律，②×2－①得2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJmol-1；（2）催化剂能加快化学反应速率，不能使平衡发生移动，平衡时CO2的浓度与T2、S2相同，所以若催化剂的表面积S1＞S2， c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程的变化曲线是；

（3）根据图像

①转化率== ； =0.027mol/（Lmin）；②a．缩小容器体积，CO浓度增大，故a错误；b．增加CO的量，CO的浓度一定增大，故b错误； c．降低温度，平衡正向移动，CO浓度减小，故c正确； d．扩大容器体积，CO浓度一定减小，故d正确，选cd；③根据“三段式”，平衡常数0.14 ，再向容器中充入NO、N2各0.4mol时的Q=， Q>K，平衡向左移动；温度相同，平衡常数不变，移动后在达到平衡时的平衡常数的值是0.14；