Question

1．汽車(chē)尾氣是城市的主要空氣污染物，研究控制汽車(chē)尾氣成為保護(hù)環(huán)境的首要任務(wù)．
（1）汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），是導(dǎo)致汽車(chē)尾氣中含有NO的原因之一．T℃時(shí)，向5L密閉容器中充入6.5molN₂和7.5molO₂，在5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器中NO的物質(zhì)的量是5mol．
①5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ （NO）=0.2mol•L^-1•min^-1；在T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.25．
②反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡的過(guò)程中，容器中下列各項(xiàng)發(fā)生變化的是cd（填序號(hào)）．
a．混合氣體的密度         b．混合氣體的壓強(qiáng)
c．正反應(yīng)速率             d．單位時(shí)間內(nèi)，N₂和NO的消耗量之比
（2）當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．如圖表示在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g） 中NO的濃度[c（NO）]隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線(xiàn)．
①該反應(yīng)的△H＜0 （選填“＞”或“＜”）．
②若催化劑的表面積S₁＞S₂，在圖中畫(huà)出c（NO） 在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線(xiàn)．

Answer 1

分析 （1）5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器中NO的物質(zhì)的量是5mol，則
濃度         N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），
開(kāi)始       1.3            1.5             0
轉(zhuǎn)化       0.5             0.5            1
平衡       0.8             1              1
①結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$、K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比計(jì)算；
②結(jié)合平衡前速率、物質(zhì)的量均在變化分析；
（2）①由圖可知，T₂先達(dá)到平衡，溫度高，且對(duì)應(yīng)NO的濃度高，即升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
②若催化劑的表面積S₁＞S₂，平衡時(shí)濃度不變，但S₁對(duì)應(yīng)的速率大，時(shí)間短．

解答 解：（1）5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器中NO的物質(zhì)的量是5mol，則
濃度         N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），
開(kāi)始       1.3            1.5             0
轉(zhuǎn)化       0.5             0.5            1
平衡       0.8             1              1
①5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ （NO）=$\frac{1mol/L}{5min}$=0.2 mol•L^-1•min^-1，K=$\frac{{1}^{2}}{0.8×1}$=1.25，故答案為：0.2 mol•L^-1•min^-1；1.25；
②a．混合氣體質(zhì)量、體積不變，則密度始終不變，故不選；         
b．該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，故不選；
c．正反應(yīng)速率在平衡前一直減小，達(dá)到平衡時(shí)不變，故選；             
d．單位時(shí)間內(nèi)，N₂和NO的消耗量之比一直在變化，不變時(shí)達(dá)到平衡，故選；
故答案為：c d；
（2）①由圖可知，T₂先達(dá)到平衡，溫度高，且對(duì)應(yīng)NO的濃度高，即升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的△H＜0，故答案為：＜；
②若催化劑的表面積S₁＞S₂，平衡時(shí)濃度不變，但S₁對(duì)應(yīng)的速率大，時(shí)間短，畫(huà)出c（NO） 在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線(xiàn)為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D中濃度的變化、速率及K的計(jì)算、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意平衡三段法的應(yīng)用，題目難度不大．