Question

【題目】機動車排放的污染物主要有碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物等。

I．汽油燃油車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低汽車尾氣污染。

（1）已知： C（s）+O2（g） = CO2（g） △H1 ＝ 393.5kJ·mol1

2C（s）+O2（g） = 2CO（g） △H2 ＝ 221.0 kJ·mol1

N2（g）+O2（g） = 2NO（g） △H 3 ＝+180.5 kJ·mol1

CO和NO兩種尾氣在催化劑作用下生成N2的熱化學方程式是_______。

（2）研究CO和NO的催化反應(yīng)，用氣體傳感器測得在某溫度下、一定體積的密閉容器中，不同時間NO和CO濃度如下表：

時間（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO）/（104mol·L1）	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO）/（103mol·L1）	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

① 前4 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ（CO） ＝______mol·L1·s1。

② L、X可分別代表壓強或溫度。下圖A表示L一定時，NO（g）的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。X代表的物理量是___________。判斷L1、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：_________。

（3）實驗測得，v正=k正·c2（NO）·c2（CO），v逆=k逆·c（N2） ·c2（CO2）（k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)）。

①達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)_________（填“>”、“<”或 “=”）k逆增大的倍數(shù)。

②若在2 L的密閉容器中充入1 mol CO和1 mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則k正︰k逆 =_____________。（保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】2NO（g）+2CO（g） =N2（g）+2CO2（g） △H =746.5 kJ·mol1 2.25 ×104 溫度 L2>L1;該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，相同溫度下壓強增大，NO轉(zhuǎn)化率增大 < 0.5

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進行計算；

(2)平均反應(yīng)速率為，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)氣體體積減小，根據(jù)勒夏特列原理進行分析；

(3)反應(yīng)平衡時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，物質(zhì)濃度為反應(yīng)平衡時的物質(zhì)的量，不是反應(yīng)變化量，據(jù)此進行計算。

(1)根據(jù)蓋斯定律，CO和NO兩種尾氣在催化劑作用下生成N2的熱化學方程式是2NO(g)+2CO(g) =N2(g)+2CO2(g) △H =2△H1 -△H2 -△H3 =746.5 kJ·mol1。

(2)① 根據(jù)圖表可知，前4 s內(nèi)一氧化碳的濃度變化為0.9×103mol·L1，平均反應(yīng)速率υ(CO) ＝mol·L1·s1。

② L、X可分別代表壓強或溫度。根據(jù)上述熱反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反向的氣體體積減小。若在同樣L條件下，X增大，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率下降，說明X為溫度，即L為壓強。在同溫條件下，L2的轉(zhuǎn)化率高于L1，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，相同溫度下壓強增大，NO轉(zhuǎn)化率增大，L2>L1。

(3)①達到平衡后，僅升高溫度，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)逆向移動，k正增大的倍數(shù)<k逆增大的倍數(shù)。

②若在2 L的密閉容器中充入1 mol CO和1 mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，即反應(yīng)消耗了0.4mol一氧化碳，0.4mol一氧化氮，生成了0.4mol二氧化碳和0.2mol氮氣，到達平衡時v正v逆，即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2) ·c2(CO2)，則k正︰k逆= 。