Question

（2008?南通二模）汽車內(nèi)燃機工作時產(chǎn)生的高溫會引起N₂和O₂的反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一．某同學(xué)為控制污染，對該反應(yīng)進(jìn)行研究．
（1）如圖1表示在T₁、T₂兩種不同溫度下，一定量的NO發(fā)生分解過程中N₂的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的圖象，根據(jù)圖象判斷反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）為

吸熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）2000℃時，向容積為2L的密閉容器中充入10molN₂與5mol O₂，達(dá)到平衡后NO的物質(zhì)的量為2mol，則2000℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

1

9

．該溫度下，若開始時向上述容器中充入N₂與O₂均為1mol，則達(dá)到平衡后N₂的轉(zhuǎn)化率為

14.3%

．
（3）為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染，給汽車安裝尾氣凈化裝置．凈化裝置里裝有含Pd等過渡元素的催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖2所示．寫出上述變化中的總化學(xué)反應(yīng)方程式：

2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則判斷的T₁、T₂大小，再根據(jù)平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)判斷溫度對平衡的影響；
（2）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比，所以該反應(yīng)平衡常數(shù)為k=

[c(NO)]2

c(N2)?c(O2)

，利用三段式求出反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量的變化量、平衡時反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量，再求出平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算；
令令N₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式求出反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量的變化量、平衡時反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量，再求出平衡濃度，代入平衡常數(shù)列方程，求出x值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算．
（3）判斷出反應(yīng)物、產(chǎn)物，配平寫出方程式．

解答：解：（1）根據(jù)圖象判斷，T₂曲線先到達(dá)平衡，反應(yīng)速率大，溫度較高，而溫度升高，氮氣的體積分?jǐn)?shù)減小，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，升高溫度向吸熱方向進(jìn)行，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．
故答案為：吸熱
（2）利用三段式求出反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量的變化量、平衡時反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量．
              N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），
起始（mol）：10       5         0
反應(yīng)（mol）：1        1         2
平衡（mol）：9        4         2
所以平衡常數(shù)k=

[c(NO)]2

c(N2)?c(O2)

=

( 2mol 2L )2

9mol 2L × 4mol 2L

=

1

9

；
令N₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，則
             N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），
起始（mol）：1      1              0
反應(yīng)（mol）：x      x              2x
平衡（mol）：1-x   1-x            2x
所以

( 2xmol 2L )2

(1-x)mol 2L × (1-x)mol 2L

=

1

9

，解得x=

1

7

，
N₂的轉(zhuǎn)化率為

1 7 mol

1mol

×100%=14.3%．
故答案為：

1

9

；14.3%
（3）NO₂為中間產(chǎn)物，反應(yīng)物為NO、O₂、CO，產(chǎn)物為CO₂、N₂，反應(yīng)方程式為2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂．
故答案為：2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂

點評：本題考查化學(xué)平衡計算、平衡移動，難度中等，注意利用三段式解題．