Question

【題目】（1）科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2 △H ＜0。為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表：

請(qǐng)回答下列問題(均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響)：

①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (N2) = ___________。

②假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是______。

A．選用更有效的催化劑 B．升高反應(yīng)體系的溫度

C．降低反應(yīng)體系的溫度 D．縮小容器的體積

（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH=-196.6 kJ·mol-1

2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=-113.0 kJ·mol-1

則反應(yīng)NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=_____kJ·mol-1。

一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

a．體系壓強(qiáng)保持不變 b．混合氣體顏色保持不變

c．SO3和NO的體積比保持不變 d．每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 molNO2

測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:6，則平衡常數(shù)K＝_________。

（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH_______0（填“>”或“ <”）。

Answer 1

【答案】 1.88×10－4 mol/(L·s) C、D －41.8 b 8/3 <

【解析】（1）本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、勒夏特列原理，①前2s消耗NO的濃度為(10×10－4－2.5×10－4)mol·L－1=7.5×10－4mol·L－1，生成N2的濃度為7.5×10－4/2mol·L－1=3.75×10－4mol·L－1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(N2)=3.75×10－4/2mol/(L·s)≈1.88×10－4 mol/(L·s)；②A、催化劑只加快反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)無影響，故A錯(cuò)誤；B、此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，NO的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯(cuò)誤；C、此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低體系溫度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，NO的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；D、縮小容器的體積，相當(dāng)增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；（2）考查蓋斯定律的應(yīng)用和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），②2NO（g）+O2（g）2NO2（g），根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式，(①－②)/2，得出△H=(－196.6＋113.0)/2kJ·mol－1=－41.8kJ·mol－1；a、根據(jù)反應(yīng)方程式，推出反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，因此壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；b、NO2為紅棕色氣體，其余均為無色氣體，因此當(dāng)氣體顏色不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；c、根據(jù)反應(yīng)方程式，生成SO3和NO的物質(zhì)的量相等，即任何時(shí)刻，SO3和NO物質(zhì)的量都相等，因此SO3和NO的體積比保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故c錯(cuò)誤；d、生成NO2和消耗SO3，反應(yīng)都是向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故d錯(cuò)誤；令NO2的物質(zhì)的量為1mol，SO2的物質(zhì)的量為2mol，

NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

起始： 1 2 0 0

變化： x x x x

平衡： 1－x 2－x x x，根據(jù)信息，測(cè)的上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2和SO2的體積比為1：6，相同條件下，體積比等于物質(zhì)的量之比，即(1－x)：(2－x) =1：6，解得x=4/5，平衡常數(shù)K= ，代入數(shù)值，解得K=8/3；（3）考查勒夏特列原理，等壓下，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H<0。