Question

汽車尾氣是城市的主要空氣污染物，研究控制汽車尾氣成為保護環(huán)境的首要任務。

（1）汽車內(nèi)燃機工作時發(fā)生反應：N₂(g) + O₂(g)  2NO(g)，是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。T ℃時，向5L密閉容器中充入6.5 molN₂和7.5 molO₂，在5 min時反應達到平衡狀態(tài)，此時容器中NO的物質(zhì)的量是5 mol。

① 5 min內(nèi)該反應的平均速率υ(NO) =         ；在T ℃時，該反應的平衡常數(shù)K =         。

② 反應開始至達到平衡的過程中，容器中下列各項發(fā)生變化的是       （填序號）。

a. 混合氣體的密度         b. 混合氣體的壓強

c. 正反應速率             d. 單位時間內(nèi)，N₂和NO的消耗量之比

（2）H₂或CO可以催化還原NO以達到消除污染的目的。

已知：N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g)   ?H =" +180.5" kJ·mol^－1

2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l)   ?H = －571.6 kJ·mol^－1

則H₂(g)與NO(g)反應生成N₂(g)和H₂O(l)的熱化學方程式是       。

（3）當質(zhì)量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率。下圖表示在其他條件不變時，反應：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）和時間（t）的變化曲線。

① 該反應的?H       0 （填“＞”或“＜”）。

② 若催化劑的表面積S₁＞S₂ ，在下圖中畫出c(NO) 在T₁、 S₂ 條件下達到平衡過程中的變化曲線。

 

Answer 1

【答案】

（1）① 0.2 mol·L^－1·min^－1        1.25 （3分）

② c d

（2）2H₂(g) + 2NO(g) = N₂(g) + 2H₂O(l)   ?H = －752.1 kJ·mol^－1（3分）

（3）① ＜

②

【解析】

試題分析：（1）①υ(NO)="△c(NO)÷t=△n(NO)" ÷V÷t="5min÷5L÷5min=" 0.2 mol·L^－1·min^－1。

利用三段式求出反應混合物各組分物質(zhì)的量的變化量、平衡時反應混合物各組分物質(zhì)的量。

N₂（g）+O₂（g）   2NO（g），

起始（mol）：6.5 mol  7.5 molO₂      0

反應（mol）：2.5mol   2.5mol         5mol

平衡（mol）：4mol      5mol         5mol

平衡常數(shù)K =[c(NO)]²÷c(N₂)÷c(O₂)="(" 5mol/5L)²÷(5mol/5L) ÷( 4mol/5L)= 1.25。

②a、質(zhì)量守恒、容器體積不變，故密度一直不變，故a錯誤；

b、該反應是反應氣體體積不變的反應，所以無論反應是否達到平衡狀態(tài)，體系的壓強始終不變，故b錯誤；故選cd。

（2）由第二個式子減去第一個式子，得出H₂(g)與NO(g)反應生成N₂(g)和H₂O(l)的熱化學方程式，即2H₂(g) + 2NO(g) = N₂(g) + 2H₂O(l)  ?H = －752.1 kJ·mol^－1。

（3）①由圖可知T₂>T₁，升高溫度c(NO)增大，即正反應是吸熱反應，故△H<0。

考點：化學平衡的影響因素 用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算 化學平衡常數(shù)的含義 用化學平衡常數(shù)進行計算

點評：本題考查了化學平衡的有關(guān)計算、反應熱的計算等知識點，根據(jù)三段式法進行化學平衡的有關(guān)計算、根據(jù)物質(zhì)的量與熱量的關(guān)系式計算放出的熱量即可，注意化學平衡常數(shù)有溫度有關(guān)，與化學反應方程式的書寫有關(guān)，為易錯點。