Question

氮氧化物是空氣的主要污染物，消除氮氧化物污染有多種方法．用催化技術可將超音速飛機尾氣中的NO和CO轉變成CO₂和N₂，其反應為：2NO+2CO?2CO₂+N₂，為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下測得不同時間的NO和CO濃度如下表：

時間（s）	0	2	4
c（NO） （ mol?L-1）	1.00×10-3	2.50×10-4	1.00×10-4
c（CO） （ mol?L-1）	3.60×10-3	c′	2.70×10-3

回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：
（1）前4s內的平均反應速率v（NO）=

 

．c′=

 

．
（2）當質量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率．如圖表示在其他條件不變時，上述反應中二氧化碳濃度隨溫度（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，在答題卡圖中畫出c（CO₂） 在T₂、S₂條件下達到平衡過程中的變化曲線．
（3）在恒容的密閉容器中，上述反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據前4s內△c（NO）變化，計算v（NO）；NO濃度變化與CO濃度變化之比為化學方程式計量數之比，計算可得；
（2）①根據到達平衡的時間，判斷溫度高低，再根據不同溫度下到達平衡時CO₂的濃度高低，判斷溫度對平衡的影響，據此判斷反應熱效應；
②催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達平衡的時間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動，平衡時CO₂的濃度相同，據此作圖；
（3）根據化學平衡移動時各物理量的變化判斷．

解答： 解：（1）前4s內△c（NO）=1.00×10^-3mol/L-1.00×10^-4mol/L=9.9×10^-4mol/L，v（NO）=

9.9×10-4mol/L

4s

=2.25×10^-4 mol/（L?s）；2s時，△c（NO）=1.00×10^-3mol/L-2.50×10^-4mol/L=7.5×10^-4mol/L，NO和CO計量數之比為1：1，即，△c（CO）=，△c（NO）=7.5×10^-4mol/L，所以2s時，c（CO）=3.60×10^-3mol/L-7.5×10^-4mol/L=2.85×10^-3mol/L，故答案為：2.25×10^-4 mol/（L?s）；2.85×10^-3mol/L；
（2）①、溫度T₁到達平衡的時間短，反應速率快，故溫度T₂＜T₁，溫度越高，平衡時CO₂的濃度越低，說明升高溫度平衡向逆反應移動，故正反應為放熱反應，即△H＜0，
故答案為：＜；
②、催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達平衡的時間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動，平衡時CO₂的濃度相同，故c（CO₂） 在T₁、S₂條件下達到平衡過程中的變化曲線為：，故答案為：；
（3）A、該反應為氣體計量數減小的放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，生成物濃度減小，反應物濃度增大，平衡常數減小，故A錯誤；
B、升高溫度，平衡逆向移動，CO的轉化率減小，故B錯誤；
C、平衡常數只與熱效應有關，與物質的量無關，故C正確；
D、增加氮氣的物質的量，平衡逆向移動，NO的轉化率減小，故D錯誤；
故選C．

點評：本題主要考查化學反應速率、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象以及熱化學方程式的書寫等，難度不大，中注意根據“先拐先平數值大”原則判斷溫度高低是關鍵，作圖時注意到達平衡的時間與平衡時NO的濃度．