Question

19．實(shí)驗(yàn)表明，H₂可以還原氮的氧化物，如：2H₂（g）+2NO（g）?N₂（g）+2H₂O （g）．在四個(gè)相同的恒容密閉容器中，分別控制四種不同的條件使之發(fā)生上述反應(yīng)，H2的起始濃度為1.5mol•L^-1，N₂（g、H₂O（g）的起始濃度均為0．實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示（四種不同的柱狀圖代表四種不同條件下NO的濃度，其中實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3中NO的起始濃度在柱狀圖中均未畫出，假設(shè)分別為c₁和c₂）．

（1）比較實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2達(dá)到平衡時(shí)的柱狀圖可推測(cè)，在實(shí)驗(yàn)2中NO的起始濃度c₁=（填“＞”“＜”或“=”）1mol•L^-1，實(shí)驗(yàn)2中隱含的條件是催化劑．
（2）在40-60min內(nèi)實(shí)驗(yàn)1中NO的平均反應(yīng)速率為v₁，實(shí)驗(yàn)3中NO的反應(yīng)速率為v₃，則v₁ ＜ v₃，且c₂=1.0mol•L^-1．（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4，可推測(cè)該反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）比較平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中NO的濃度可判斷出實(shí)驗(yàn)2中NO的初始濃度，達(dá)到平衡狀態(tài)所需時(shí)間，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素判斷；
（2）實(shí)驗(yàn)1、3比較，溫度相同，40～60min時(shí)，實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)1都處于平衡狀態(tài)，由于實(shí)驗(yàn)1、3是在相同溫度下進(jìn)行的反應(yīng)，而平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)3中NO的濃度高，所以實(shí)驗(yàn)3的起始濃度大于實(shí)驗(yàn)1的；
（3）圖象中實(shí)驗(yàn)1和4的起始量相同，不同溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)4中NO濃度大于實(shí)驗(yàn)1，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行；

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)分析，溫度相同，達(dá)平衡后NO的物質(zhì)的量濃度相同，且N₂（g、H₂O（g）的起始濃度均為0，所以兩組實(shí)驗(yàn)中NO的起始濃度相同為1.0mol•L^-1 ；溫度相同，達(dá)平衡后NO的物質(zhì)的量濃度相同，但達(dá)平衡時(shí)2組的時(shí)間較短，所以只能是加入催化劑，
故答案為：=；催化劑；
（3）實(shí)驗(yàn)1、3比較，溫度相同，40～60min時(shí)，實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)1都處于平衡狀態(tài)，由于實(shí)驗(yàn)1、3是在相同溫度下進(jìn)行的反應(yīng)，而平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)3中NO的濃度高，所以實(shí)驗(yàn)3的起始濃度大于實(shí)驗(yàn)1的，c₃＞1.0mol•L^-1，反應(yīng)速率大，v₁＜v₃，實(shí)驗(yàn)1、2達(dá)到相同平衡狀態(tài)，c₂=1.0mol•L^-1，
故答案為＜；=；
（3）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4，圖象中實(shí)驗(yàn)1和4的起始量相同，不同溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)4中NO濃度大于實(shí)驗(yàn)1，說明溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，2H₂（g）+2NO（g）?N₂（g）+2H₂O （g），升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用、影響反應(yīng)速率及平衡移動(dòng)的因素等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，解題時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用．