Question

超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，其反应为：2NO+2CO

催化剂

2CO₂+N₂．为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，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：

时间（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO） （mol/L）	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） （mol/L）	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H

 

0（填写“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s内的平均反应速率v（N₂）=

 

．
（3）在该温度下，反应的平衡常数K=

 

．
（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是

 

．
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
（5）若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡

 

移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂，上述反应的△H

 

（填“增大”“减小”或“不改变”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡常数的含义

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据反应自发进行的判断依据△H-T?△S＜0分析判断；
（2）依据化学反应速率的概念结合图表数据分析计算一氧化氮的反应速率，结合速率之比等于系数之比；
（3）根据该温度下达化学平衡时各物质平衡时浓度及化学平衡常数的概念来计算；
（4）提高NO转化率，平衡正向进行；
（5）恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体系压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，使用催化剂不改变反应热大小．

解答： 解：（1）2NO+2CO?2CO₂+N₂ 反应的△S＜0，反应自发进行△H-T?△S＜0，则反应焓变一定小于0，△H＜0，反应是放热反应，故答案为：＜；
（2）前2s内的平均反应速度v（NO）=

1.00×10-3-2.5×10-4

2s

=3.75×10^-4mol/（L?s），由v（N₂）：v（NO）=1：2得到v（N₂）=1.875×10^-4mol/（L?s），
故答案为：1.88×10^-4mol/（L?s）；
（3）由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡，则
                    2NO+2CO

催化剂

2CO₂ +N₂，
开始（mol/L） 1.00×10^-3 3.60×10^-3  0  0
转化（mol/L） 9×10^-4 9×10^-4 9×10^-4 4.50×10^-4
平衡（mol/L）1.00×10^-4 2.70×10^-3 9×10^-4 4.50×10^-4
则平衡常数K=

c(N2)c2(CO2)

c2(CO)c2(NO)

=

4.5×10-4×(9×10-4)2

(1.00×10-4)2×(2.7×10-4)2

=5000，
故答案为：5000   
（4）2NO+2CO?2CO₂+N₂反应中能提高NO转化率的选项分析为：
A．选用更有效的催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡，故A错误；
B．反应时放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向进行，一氧化氮转化率减小，故B错误；
C．反应时放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故C正确；
D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向气体体积见效的方向进行，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故D正确；
故答案为：CD；
（5）恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体系压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，对反应2NO+2CO

催化剂

2CO₂ +N₂，平衡逆向移动，使用催化剂不改变化学平衡，即不改变反应热大小，故答案为：向左；不变．

点评：本题考查了反应速率的计算，反应能量变化的分析判断和热化学方程式的书写，化学平衡的影响因素分析应用，平衡常数计算，电极方程式的书写等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．