Question

汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务．
（1）汽车内燃机工作时发生反应：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一．T℃时，向 5L密闭容器中充入6.5molN₂和7.5molO₂，在5min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5mol．
①5min内该反应的平均速率υ（NO）=

 

；在T℃时，该反应的平衡常数K=

 

．
②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是

 

（填序号）．
a．混合气体的密度　　　　　 
b．混合气体的压强
c．正反应速率　　　　 　　　
d．单位时间内，N₂和NO的消耗量之比
③平衡时氮气的转化率为

 

．
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．如图表示在其他条件不变时，反应：
2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）中NO的浓度c（NO） 随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．该反应的△H

 

0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）①利用三段法“开始 变化 平衡”列出各组分数据，代入化学反应速率和化学平衡常数表达式计算；
②a．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，据此判断；
b．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，据此判断；
c．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低；
d．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N₂的消耗量减小，NO的消耗量增大；
③平衡时氮气的转化率=

转化的氮气的物质的量

开始时氮气的物质的量

×100%；
（2）根据图象中先拐先平速率大，则温度高，结合温度对平衡的影响分析．

解答： 解：（1）①T℃时，向 5L密闭容器中充入6.5molN₂和7.5molO₂，在5min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5mol，
由题中所给数据可知：
                   N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始浓度（mol?L^-1）1.3      1.5      0
转化浓度（mol?L^-1）0.5      0.5    1.0
平衡浓度（mol?L^-1）0.8      1.0    1.0
则υ（NO）=

1.0mol/L

5min

=0.2mol/（L?min），K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

=

1．02

0.8×1.0

=1.25，
故答案为：0.2mol/（L?min）；1.25；
②a．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，故a不符合；
b．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，混合气体的压强不变，故b不符合；
c．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，故c符合；
d．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N₂的消耗量减小，NO的消耗量增大，单位时间内，N₂和NO的消耗量之比减小，故d符合；
故答案为：cd；
③平衡时氮气的转化率=

转化的氮气的物质的量

开始时氮气的物质的量

×100%=

0.5

1.3

×100%=38.5%；
故答案为：38.5%；
（2）根据图象中先拐先平速率大，可知T₂时先达到平衡状态，则温度T₂大于T₁，温度越高NO的浓度的浓度越大，则升高温度平衡逆向移动，所以正方向为放热反应，即△H＜0；
故答案为：＜．

点评：本题涉及反应速率和化学平衡的综合应用，侧重于考查学生的计算能力和对化学平衡知识的综合应用能力，综合性强，难度中等，注意三段式是解平衡题常用的方法．