Question

7．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）=0.2mol/（L．min）；在T℃时，该反应的平衡常数K=1.25
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cd（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
（2）H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的．
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
则H₂（g）与NO（g）反应生成N₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式是：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1 kJ•mol^-1
（3）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．图1表示在其他条件不变时，反应：
2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g） 中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“＜”）．
（4）图2所示原电池的叙述，正确的是（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）ACD
A．电子由锌片沿导线到铜片上
B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转
C．反应中，盐桥中K⁺会移向CuSO₄溶液
D．反应后铜片质量增加．

Answer 1

分析 （1）①根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（NO）；计算平衡时各组分物质的量浓度，再根据K=$\frac{{c}^{2}（NO）}{c（{N}_{2}）×c（{O}_{2}）}$计算；
化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
②a．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变；
b．随反应进行混合气体总物质的量不变，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比；
c．随反应进行反应物浓度减小；
d．平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，随反应进行，正反应速率减小，逆反应速率增大；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
根据盖斯定律，②-①可得：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）；
（3）温度越高反应速率越快，到达平衡时间越短，故温度T₂＞T₁，升高温度NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；
（4）A．Zn为负极，Cu为正极，电子由负极沿导线移向正极；
B．取出盐桥后，处于断路状态，不能形成原电池；
C．反应中，盐桥中K⁺会移向正极；
D．Cu为正极，发生还原反应，析出Cu．

解答 解：（1）①5min时反应达到平衡状态，容器中NO的物质的量是5mol，则v（NO）=$\frac{\frac{5mol}{5L}}{5min}$=0.2mol/（L．min）；
               N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始浓度（mol/L）：1.3    1.5     0
变化浓度（mol/L）：0.5    0.5     1
平衡浓度（mol/L）：0.8    1       1
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（NO）}{c（{N}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{{1}^{2}}{0.8×1}$=1.25
故答案为：0.2mol/（L．min）；1.25；
②a．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，故a不符合；
b．随反应进行混合气体总物质的量不变，恒温恒容下，压强始终不变，故b不符合；
c．随反应进行反应物浓度减小，平衡前正反应速率减小，故c符合；
d．平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，随反应进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，故单位时间内，N₂和NO的消耗量之比发生变化，故d符合，
故选：cd；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
根据盖斯定律，②-①可得：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1 kJ•mol^-1，
故答案为：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1 kJ•mol^-1；
（3）温度越高反应速率越快，到达平衡时间越短，故温度T₂＞T₁，升高温度NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，该反应的△H＜0，
故答案为：＜；
（4）A．电子由负极沿导线移向正极，Zn为负极，Cu为正极，故A正确；
B．取出盐桥后，处于断路状态，不能形成原电池，电流计不发生偏转，故B错误；
C．反应中，盐桥中K⁺会移向正极，即K⁺会移向CuSO₄溶液，故C正确；
D．Cu为正极，发生还原反应，析出Cu，反应后铜片质量增加，故D正确．
故选：ACD．

点评 本题考查化学反应速率与化学平衡常数计算、化学平衡图象、热化学方程式书写、原电池原理等，侧重考查学生分析解决问题的能力、对知识的迁移运用能力．