Question

4．汽車(chē)尾氣中的主要污染物是NO和CO．為了減輕大氣污染，人們提出通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)處理汽車(chē)尾氣：（1）2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol   （條件為使用催化劑）
已知：2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol    
 C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
則N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1．
（2）T℃下，在一容積不變的密閉容器中，通入一定量的NO和CO，用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO的濃度如下表

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
C（NO）10-4  mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C（NO）10-3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

①c₁合理的數(shù)值為C．（填字母標(biāo)號(hào)）
A．4.20B．4.00C．3.50D．2.50
②不能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是ab．（填字母標(biāo)號(hào)）
a．2v_正（CO）=v_正（N₂）
b．容器中混合氣體的密度保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d．CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變
（3）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．根據(jù)下表設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)得混合氣體中NO的濃度隨時(shí)間t變化的趨勢(shì)如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/℃	NO初始濃度/10-3mol•L-1	CO初始濃度/10-3mol•L-1	催化劑的比表面積/m2•g-1
①	350	1.20	5.80	124
②	280	1.20	5.80	124
③	280	1.20	5.80	82

則曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)依次為③．
（4）已知：CO通入新制的銀氨溶液中可生成銀鏡，同時(shí)釋放一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體．某溫度下，向1L密閉容器中充入1molNO和1molCO，反應(yīng)達(dá)到平衡后，將平衡混合氣體通入足量新制的銀氨溶液中，生成43.2g Ag，則該溫度下，反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）（條件為使用催化劑）的化學(xué)平衡常數(shù)K=160．
（5）將不同物質(zhì)的量的H₂O（g）和CO（g）分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：
H₂O（g）+CO（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	CO	H2
①	650	2	4	2.4	1.6	5
②	900	1	2	1.6	0.4	3
③	900	a	b	c	d	t

①實(shí)驗(yàn)組①中以v（CO₂）表示的反應(yīng)速率為0.16mol/（L•min），溫度升高時(shí)平衡常數(shù)會(huì)減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②若a=2，b=1，則c=0.6，達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)組②中H₂O（g）和實(shí)驗(yàn)組③中CO的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為α₂ （H₂O）＞
α₃ （CO）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題干熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，得到反應(yīng)焓變；
（2）①隨反應(yīng)的進(jìn)行深度減小，速率降低，根據(jù)3s時(shí)的濃度來(lái)求解；
②化學(xué)反應(yīng)速率=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO）的反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（CO₂）；
③利用化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷，平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，以及衍生出的結(jié)論；
（3）利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來(lái)分析；
（4）CO～2Ag，求平衡時(shí)一氧化碳的量，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，再根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式代入；
（5）①列三段表示出實(shí)驗(yàn)1各物質(zhì)濃度的變化情況，然后根據(jù)速率公式：v（CO₂）=$\frac{△c（C{O}_{2}）}{△t}$，第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量比第一組的一半少，說(shuō)明該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)；
②依據(jù)平衡常數(shù)不變列式計(jì)算c，反應(yīng)物有兩種或兩種以上，增大一種反應(yīng)物的量可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）①2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol 
②2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol    
 ③C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
則依據(jù)蓋斯定律計(jì)算③×2-②-①得到：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5KJ/mol，
故答案為：+180.5；
（2）①因?yàn)?s，NO濃度為1.5，所以2s時(shí)，濃度變化量小于3，只有2.5符合，故選C；
②2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
a．2v_正（CO）=v_逆（N₂），速率之比，不等計(jì)量數(shù)之比，故a錯(cuò)誤；
b．容器中混合氣體的密度保持不變，始終不變，故b錯(cuò)誤；
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，故c正確；
d．CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明二氧化碳的量不變，故d正確；
故選：ab；
（3）由于②、③溫度相同，催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，化學(xué)平衡不移動(dòng)，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，但②的起始濃度較大，催化劑的比表面積較大，則反應(yīng)的速率大，所以②先達(dá)到化學(xué)平衡，則Ⅰ為③，Ⅱ?yàn)棰诘膱D象，而①的溫度高，則反應(yīng)速率最大且平衡向著逆向移動(dòng)，即達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)c（NO）增大，則①對(duì)應(yīng)Ⅲ圖象，
故答案為：③；
 （4）CO～2Ag
        1   2×108g
        x    43.2g
解得：x=0.2mol 
               2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）
初始量（mol/L）：1        1        0         0
變化量（mol/L）：0.8     0.8      0.8       0.4
平衡量（mol/L）：0.2     0.2      0.8       0.4
所以K=$\frac{0．{8}^{2}×0.4}{0．{2}^{2}×0．{2}^{2}}$=160，故答案為：160；
（5）①H₂O（g）+CO（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始          1mol/L      2mol/L         0         0
轉(zhuǎn)化          0.8mol/L    0.8mol/l     0.8mol/L    0.8mol/L
平衡         0.2mol/L     1.2mol/L      0.8mol/L   0.8mol/L
v（CO₂）=$\frac{△c（C{O}_{2}）}{△t}$=$\frac{0.8mol/L}{5min}$=0.16mol/（L•min）；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量比第一組的一半少，說(shuō)明該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，升高溫度，K減��；
故答案為：0.16mol/（L•min）；減��；
②900°C H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始   0.5 mol/L   1mol/L  0         0
轉(zhuǎn)化   0.2mol/L    0.2mol/l  0.2mol/L  0.2mol/L
平衡   0.3mol/L     0.8mol/L  0.2mol/L   0.2mol/L
K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.8}$=$\frac{1}{6}$
       900°C  H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始      1 mol/L       0.5mol/L          0                  0
轉(zhuǎn)化（ 0.5-0.5c）mol/L （0.5-0.5c）mol/l  （0.5-0.5c）mol/l   （0.5-0.5c）mol/l 
平衡  （0.5+05c）mol/l   0.5cmol/L    （0.5-0.5c）mol/l    （0.5-0.5c）mol/l
$\frac{（0.5-0.5a）^{2}}{（0.5+0.5a）0.5a}$
a=0.6mol，
反應(yīng)物有兩種或兩種以上，增大一種反應(yīng)物的量可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，a₂（H₂O）＞a₃（H₂O），
故答案為：0.6；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)和計(jì)算、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)，注意元素守恒思想的靈活應(yīng)用，注意一下化學(xué)平衡影響因素的分析判斷，難度中等．