Question

16．2015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主要原因，汽车尾气净化的主要原理为：
2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$ 2CO₂（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）的变化曲线如图1所示．

（1）该反应的△H＜0（选填“＞”、“＜”）．
（2）在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v（N₂）=0.025mol/（L•s）．
（3）当固体催化剂的质量一定时，增大其表面即可提高化学反应速率，若催化剂的表面积S₁＞S₂，在图1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，图2的示意图正确且能说明反应在t1时刻处于化学平衡状态的是bd（填代号）．

Answer 1

分析 （1）根据“先拐先平数值大”知，T₁＞T₂，升高温度二氧化碳含量降低，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动；
（2）在T₂温度下，0～2s内，△c（CO₂）=（0.1-0）mol/L=0.1mol/L，根据方程式知，△c（N₂）=$\frac{1}{2}$△c（CO₂），v（N₂）=$\frac{△c}{△t}$；
（3）催化剂接触面积越大反应速率越快，能缩短反应达到平衡的时间，但二氧化碳转化率不变．
（4）当反应前后改变的物理量不变时可逆反应达到平衡状态．

解答 解：（1）根据“先拐先平数值大”知，T₁＞T₂，升高温度二氧化碳含量降低，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，所以正反应是放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
（2）在T₂温度下，0～2s内，△c（CO₂）=（0.1-0）mol/L=0.1mol/L，根据方程式知，△c（N₂）=$\frac{1}{2}$△c（CO₂），v（N₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1}{2}×0.1mol/L}{2s}$=0.025mol/（L•s），
故答案为：0.025mol/（L•s）；
（3）催化剂接触面积越大反应速率越快，能缩短反应达到平衡的时间，但二氧化碳转化率不变，所以其图象为，故答案为：．
（4）a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，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，故a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，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b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，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，故d正确，
故答案为：bd．

点评 本题考查图象分析及化学平衡常数的判断，为高频考点，明确外界条件对化学反应速率、化学平衡影响原理是解本题关键，注意：只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据，易错点是（4）a，题目难度不大．