题目内容
【题目】超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO
2CO2＋N2。假设常温下在恒容的密闭容器中发生上述反应，试解答下列问题：
（1）上述条件下该反应能够自发进行，则反应的ΔH_____0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____________。
A．混合气体的压强保持不变
B．N2的浓度不再改变
C．消耗CO的物质的量与生成CO2的物质的量之比为1∶1
D．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2∶2∶2∶1
（3）既要加快反应速率又要提高NO转化率，下列措施可行的是____________。
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
（4）为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某科学家在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) ( molL－1) | 1.00×10－3 | 4.50×10－4 | 2.50×10－4 | 1.50×10－4 | 1.00×10－4 | 1.00×10－4 |
c(CO) ( molL－1) | 3.60×10－3 | 3.05×10－3 | 2.85×10－3 | 2.75×10－3 | X | 2.70×10－3 |
从表中数据分析可知：
①X＝____________mol·L－1；
②前2s内的平均反应速率v(N2)＝________________________mol·L－1·s－1；
③该温度下反应的平衡常数K＝________________________。
【答案】＜ AB D 2.70×10－3 1.88×10－4 5000或5000 L·mol－1
【解析】
(1).根据自发反应△H－T△S<0判断；
（2）根据平衡标志判断；
（3）根据影响化学反应速率、平衡移动方向的因素分析；
（4）①参加反应的NO、CO的比为1:1，根据表格数据，4s内消耗NO 0.9×10－3 mol·L－1；②根据v(N2)
计算前2s内的平均反应速率；③利用“三段式”计算该温度下反应的平衡常数。
2NO＋2CO
2CO2＋N2 气体物质的量减小，△S<0，自发反应△H－T△S<0，所以ΔH＜0；
（2）A．2NO＋2CO2CO2＋N2 气体物质的量减小，压强是变量，所以混合气体的压强保持不变时，一定达到平衡状态，故A正确；
B．根据平衡定义， N2的浓度不再改变，达到平衡状态，故B正确；
C．消耗CO与生成CO2都是指正反应，消耗CO的物质的量与生成CO2的物质的量之比为1∶1时，不一定平衡，故C错误；
D．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2∶2∶2∶1时，浓度不一定保持不变，所以不一定平衡，故D错误。
（3）A．选用更有效的催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故不选A； B．温度越高，反应速率越快；2NO＋2CO2CO2＋N2正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率减小，故不选B；
C．降低反应体系的温度，反应速率减慢，故不选C；
D．2NO＋2CO2CO2＋N2正反应体积减小，缩小容器的体积，压强增大，平衡正向移动，NO的转化率增大、反应速率加快，故选D。
（4）①参加反应的NO、CO的比为1:1，根据表格数据，4s内消耗NO 0.9×10－3 mol·L－1，消耗CO的浓度也为0.9×10－3 mol·L－1，所以4s时CO的浓度X=3.60×10－3－0.9×10－3=2.70×10－3mol·L－1；
②前2s内△c(NO)=0.75×10－3mol·L－1，根据方程式△c(N2)=0.375×10－3mol·L－1,v(N2)= 0.375×10－3mol·L－1÷2s=1.88×10－4 mol·L－1·s－1；
③反应在4s时达到平衡，
2NO ＋ 2CO 2CO2 ＋ N2
开始1.00×10－3 3.60×10－3 0 0
转化 0.9×10－3 0.9×10－3 0.9×10－3 0.45×10－3
平衡 0.1×10－3 2.7×10－3 0.9×10－3 0.45×10－3
=
5000 L·mol－1 。
特高级教师点拨系列答案
【题目】下图是某工业生产过程。
溶解度表：
温度℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
氯化铵 | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 55.2 | 65.6 | 71.3 | 77.3 |
硫酸铵 | 70.6 | 73 | 75.4 | 78 | 81 | 88 | 95 | 98 | 103 |
硫酸钾 | 7.4 | 9.3 | 11.1 | 13 | 14.8 | 18.2 | 21.4 | 22.9 | 24.1 |
氯化钾 | 28 | 31.2 | 34.2 | 37.2 | 40.1 | 45.8 | 51.3 | 53.9 | 56.3 |
（1）本工业生产过程的目标产品是____________________________________。（写化学式）
（2）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还有一种物质，该固体的用途有_________（试举一例）。
（3）根据溶解度表转化Ⅱ适宜的温度是________
A、0~10℃ B、20~30℃ C、40~60℃ D、90~100℃
过滤Ⅱ操作所得滤渣是__________。
（4）我国著名的化学家也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱，该制备的化学反应方程式为：___________________________________________________
（5）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）进行脱水处理可制得常用的干燥剂，根据下图选择最佳脱水的方法是__________
A、氯化氢气流中加热到174℃ B、直接加热至174℃
C、直接加热至260℃ D、氯化氢气流中加热到260℃
（6）上述工业流程实现了绿色化学的理念，其中__________________（填化学式）实现了循环利用，副产品_________________________（填化学式）可转化为原料，整个流程基本实现了污染物零排放。
