Question

2014年初，霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)2 CO₂(g)+N₂(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)，c(CO₂)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線，如下圖所示。

（1）該反應(yīng)的△H    0(選填“>’’、“<")。
（2）在T₂溫度下，0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N₂)=     
（3）當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí)，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S₁>S₂，在上圖中畫出c(CO₂₎在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
（4）若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是         (填代號(hào))。

Answer 1

（1）＜；（2）0.025mol/（L?s）；（3）；（4）bd。

試題分析：（1）根據(jù)題給圖像知，溫度T₁時(shí)先達(dá)平衡，即溫度為T₁時(shí)反應(yīng)速率快，根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律知，溫度T₁＞T₂；溫度為T₁時(shí)，二氧化碳的平衡濃度較低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律知，該反應(yīng)放熱反應(yīng)，△H＜0；（2）根據(jù)題給圖像知，T₂溫度時(shí)2s到達(dá)平衡，二氧化碳的濃度變化為0.1mol/L，根據(jù)公式v=△c/△t知，v（CO₂）=0.05mol/（L?s），利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比知，v（N₂）=0.025mol/（L?s）；（3）固體催化劑表面積越大反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，催化劑的表面積S₁＞S₂，S₂條件下達(dá)到平衡所用時(shí)間更長，但催化劑不影響平衡移動(dòng)，平衡時(shí)二氧化碳的濃度與溫度T₁到達(dá)平衡時(shí)相同，故c（CO₂）在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為：；（4）a、可逆反應(yīng)到達(dá)平衡后正、逆速率相等且不再變化，由圖像a知，t₁時(shí)刻V_正最大，之后隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，錯(cuò)誤；b、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，與圖像符合，正確，c、t₁時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t₁時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；d、NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為定值，t₁時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，正確；選bd。