Question

在铂-铑“三效”催化剂作用下，以下反应可以将汽车尾气中2种有
害气体转变成无害气体：
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）+Q（Q＞0）．
（1）该反应的化学平衡常数表达式为

 

；20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是

 

选填编号）．
①加入催化剂　    ②降低温度
③缩小容器体积　  ④增加CO₂的量
（2）铂-铑“三效”催化剂还可帮助将汽车尾气中的烃类转变成无害气体，
生成的无害气体是

 

．
（3）有文献报道，在铂-铑“三效”催化剂作用下，280℃时，NOx“转化率”达到90%，这是否指铂-铑“三效”催化剂能移动化学平衡？

 

试作出分析

 

．
（4）等物质的量的NO和CO气体反应时，若NO的转化率为90%，所得混合气体的平均相对分子质量为

 

（保留2位小数）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式；
（2）烃类含C、H元素，烃燃烧生成物是水和二氧化碳；
（3）催化剂不会改变平衡状态，只能缩短达到平衡所用时间；
（4）根据公式平均摩尔质量=

混合气体总质量

混合气体总的物质的量

，结合平衡时各组分的量来计算，平均相对分子质量在数值上和摩尔质量相等．

解答： （1）2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0；
平衡常数K=

c(N2)?c2(CO2)

c2(NO)?c2(CO)

，20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图1所示的变化，斜率减小反应速率减小，
氮气浓度增大，正反应是气体体积减小的放热反应，则改变的条件可能是降温，
故答案为：

c(N2)?c2(CO2)

c2(NO)?c2(CO)

；②；
（2）烃类含C、H元素，烃燃烧生成物是水和二氧化碳，故答案为：CO₂和H₂O；
（3）催化剂不会改变平衡状态，只能缩短达到平衡所用时间，故这是铂-铑“三效”催化剂不能移动化学平衡，
三效是指催化效率高，转化速率快，污染排放少；
故答案为：不是；是指催化效率高，NOx转化速率快，排放少；
（4）设起始NO和CO的物质的量为1mol
则   2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始  1        1         0      0
转化  0.9      0.9       0.45   0.9 
平衡   0.1      0.1      0.45   0.9
混合气体总质量为：30g+28g=58g，平衡后混合气体总物质的量为：（0.1+0.1+0.45+0.9）mol=1.55mol，
则混合气体的平均摩尔质量为：

58g

1.55mol

=37.42g/mol，故混合气体的平均相对分子质量为37.42，
故答案为；37.42．

点评：本题考查了平衡常数、平衡的移动及平均相对分子质量的计算，难度中等．有关平衡计算，一般按三段式写出起始、转化、平衡量，再根据题目条件进行解答．