Question

15．汽車(chē)尾氣中的主要污染物是NO和CO．為減輕大氣污染，人們提出通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)處理汽車(chē)尾氣：
（1）2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol   （條件為使用催化劑）
已知：2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
則 N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1．
（2）T℃下，在一容積不變的密閉容器中，通入一定量的NO和CO，用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO的濃度如下表

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
C（NO）10-4  mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C（CO）10-3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

則C₂合理的數(shù)值為D（填字母標(biāo)號(hào)）．
A．4.20  B．4.00  C．2.95  D．2.80
（3）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．根據(jù)下表設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)得混合氣體中NO的濃度隨時(shí)間t變化的趨勢(shì)如圖1所示：

試驗(yàn)編號(hào)	T/℃	NO初始濃度/10-3mol•L-1	CO初始濃度/10-3mol•L-1	催化劑的比表面積/m2•g1
①	350	1.20	5.80	124
②	280	1.20	5.80	124
③	280	1.20	5.80	82

則曲線(xiàn)Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)為②．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題干熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，得到反應(yīng)焓變；
（2）隨反應(yīng)的進(jìn)行濃度減小，速率降低，根據(jù)3s時(shí)的濃度來(lái)求解；
（3）由圖可知，曲線(xiàn)Ⅰ和曲線(xiàn)Ⅱ相比，平衡沒(méi)有移動(dòng)，反應(yīng)速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲線(xiàn)Ⅱ中催化劑比比表面積大于Ⅰ，而其它條件相同；而曲線(xiàn)Ⅲ和曲線(xiàn)Ⅱ相比，反應(yīng)速率變快且平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；

解答 解：（1）①2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol 
②2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol    
 ③C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
則依據(jù)蓋斯定律計(jì)算③×2-②-①得到：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5KJ/mol，
故答案為：+180.5；
（2）因?yàn)?s到2s的平均速率大于2s到3s的平均速率，即3.05-C₂＞C₂-2.75，解之得C₂＜2.9，故選D；
（3）由于②、③溫度相同，催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，化學(xué)平衡不移動(dòng)，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，但②的起始濃度較大，催化劑的比表面積較大，則反應(yīng)的速率大，所以②先達(dá)到化學(xué)平衡；
由于①、②濃度、催化劑的比面積大相同，而①的溫度較高，反應(yīng)速率較快，先到達(dá)平衡，且平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)NO的濃度增大，
所以曲線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)③，曲線(xiàn)Ⅱ?qū)��?yīng)實(shí)驗(yàn)②，曲線(xiàn)Ⅲ對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)①，故答案為：②．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，屬于拼合型題目，涉及熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，學(xué)生容易考慮濃度減小確定區(qū)間，忽略反應(yīng)速率問(wèn)題．