Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。NOx主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣。

已知：N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H＝＋180.50 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） △H＝－566.00kJ·mol－1

（1）汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)為：2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)，此反應(yīng)的H =__________kJ·mol－1

（2）T℃時(shí)，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過(guò)程（0－15min）中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖一所示。

①T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_______________；平衡時(shí)若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡將_______移動(dòng)。（填“向左”、“向右”或“不）

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時(shí)，達(dá)到平衡過(guò)程中n(NO)的變化曲線(xiàn)，其中表示催化劑表面積較大的曲線(xiàn)是__________（填“a”或“b”）。

③15min時(shí)，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的一個(gè)條件可能是_____________________。

A．增大CO的濃度 B．升高溫度 C．增大壓強(qiáng) D．恒容時(shí)充入He

（3）為探究溫度及不同催化劑對(duì)反應(yīng)2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其它初始條件不變重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得N2濃度變化情況如下圖二所示。下列說(shuō)法正確的是__________________ 。

A．在相同溫度下催化劑甲的作用下反應(yīng)的平衡常數(shù)比催化劑乙時(shí)大

B．反應(yīng)在M點(diǎn)達(dá)到平衡，此后N2濃度減小的原因可能是溫度升高，平衡向左移動(dòng)

C．N點(diǎn)后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)

D．N點(diǎn)后N2濃度減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了

Answer 1

【答案】 －746.50 5L/mol 向右 b AC CD

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用，化學(xué)平衡圖像的分析，外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。

（1）對(duì)反應(yīng)編號(hào)，N2（g）＋O2（g）2NO（g）ΔH＝＋180.50 kJ/mol（①式）

2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） ΔH＝－566.00 kJ/mol（②式）

應(yīng)用蓋斯定律，②式-①式得2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）ΔH=-566.00kJ/mol-（+180.50kJ/mol）=-746.50kJ/mol。

（2）①由圖知NO起始物質(zhì)的量為0.4mol，10~15minNO物質(zhì)的量不變，說(shuō)明平衡時(shí)NO物質(zhì)的量為0.2mol，用三段式

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

c（起始）（mol/L） 0.2 0.2 0 0

c（轉(zhuǎn)化）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

c（平衡）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K===5（L/mol）。若再向容器中充入CO、N2各0.8mol，瞬時(shí)CO、NO、N2、CO2物質(zhì)的量濃度依次為0.5mol/L、0.1 mol/L、0.45 mol/L、0.1 mol/L，此時(shí)濃度商為=1.85，平衡將向右移動(dòng)。

②由圖知b達(dá)到平衡所需時(shí)間短，b反應(yīng)速率快，催化劑表面積越大反應(yīng)速率越快，表示催化劑表面積較大的曲線(xiàn)是b。

③A項(xiàng)，增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO物質(zhì)的量減小，正確；B項(xiàng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO物質(zhì)的量增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO物質(zhì)的量減小，正確；D項(xiàng)，恒容時(shí)充入He，由于各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，NO物質(zhì)的量不變，錯(cuò)誤；答案選AC。

（3）A項(xiàng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與催化劑無(wú)關(guān)，在相同溫度下催化劑甲作用下反應(yīng)的平衡常數(shù)與催化劑乙作用下相等，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，圖中曲線(xiàn)表示的是相同時(shí)間內(nèi)N2濃度變化情況，圖中曲線(xiàn)研究的是溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，M點(diǎn)后溫度升高相同時(shí)間內(nèi)N2濃度減小，生成N2的反應(yīng)速率降低，可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)、溫度升高催化劑活性降低，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，N點(diǎn)后升高溫度相同時(shí)間內(nèi)N2濃度減小，生成N2的反應(yīng)速率降低，可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，N點(diǎn)后升高溫度相同時(shí)間內(nèi)N2濃度減小，生成N2的反應(yīng)速率降低，可能是溫度升高催化劑的活性降低，且此時(shí)催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)作用，正確；答案選CD。