Question

汽車尾氣（含烴類、CO、NO與SO₂等）是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，反應(yīng)原理：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），在298K、100kPa下，△H=-113kJ/mol，△S=-145J/（mol?K）．
（1）為了提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施為

B

．
A．加催化劑同時升高溫度       B．加催化劑同時增大壓強(qiáng)
C．升高溫度同時充入N₂        D．降低溫度同時增大壓強(qiáng)
（2）該反應(yīng)達(dá)到平衡時若增大壓強(qiáng)，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

增大

，若升高溫度，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)

減小

（均填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）在如圖中畫出在某時刻條件改變后的圖象（其他條件不變），在

t₂以后平衡

時間段CO的轉(zhuǎn)化率最大．
t₁：增大NO的濃度       t₂：降低溫度
（4）通過計算判斷該條件下反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？（要求寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）提高該反應(yīng)的速率，可以增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大濃度或使用催化劑等，同時使NO的轉(zhuǎn)化率增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，結(jié)合選項(xiàng)利用平衡移動原理分析；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)槲镔|(zhì)的量減小的反應(yīng)，達(dá)到平衡時若增大壓強(qiáng)，混合氣體總的質(zhì)量不變，總的物質(zhì)的量減小，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大；
正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減�。�
（3）t₁：增大NO的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，
 t₂：降低溫度，瞬間正、逆反應(yīng)速率都低于增大NO的濃度到達(dá)平衡時的速率，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率降低更大，據(jù)此作圖；
根據(jù)平衡移動方向判斷CO的轉(zhuǎn)化率最大時段；
（4）根據(jù)△G=△H-T?△S，若△G＜0，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行．

解答：解：（1）提高該反應(yīng)的速率，可以增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大濃度或使用催化劑等，同時使NO的轉(zhuǎn)化率增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，
A．加催化劑同時升高溫度，反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B．加催化劑同時增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化增大，故B正確；
C．升高溫度同時充入N₂，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度同時增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率不一定增大，故D錯誤；
故答案為：B；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)槲镔|(zhì)的量減小的反應(yīng)，達(dá)到平衡時若增大壓強(qiáng)，混合氣體總的質(zhì)量不變，總的物質(zhì)的量減小，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大；
正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，
故答案為：增大；減��；
（3）t₁：增大NO的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，t₂：降低溫度，瞬間正、逆反應(yīng)速率都低于增大NO的濃度到達(dá)平衡時的速率，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率降低更大，圖象為：，在t₂以后達(dá)平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率最大，

故答案為：；t₂以后達(dá)平衡；
（4）△G=△H-T?△S=-113 kJ/mol+298 K×145×10^-3 kJ/（mol?K）=-69.79 kJ/mol＜0，故反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，
答：能，△G=△H-T?△S=-113 kJ/mol+298 K×145×10^-3 kJ/（mol?K）=-69.79 kJ/mol＜0，故反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)方向的判斷等，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的鞏固利用和能力的考查，難度中等，（3）中作圖注意改變條件瞬間速率變化．