Question

19．實驗表明，H₂可以還原氮的氧化物，如：2H₂（g）+2NO（g）?N₂（g）+2H₂O （g）．在四個相同的恒容密閉容器中，分別控制四種不同的條件使之發(fā)生上述反應(yīng)，H2的起始濃度為1.5mol•L^-1，N₂（g、H₂O（g）的起始濃度均為0．實驗測得NO的濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖所示（四種不同的柱狀圖代表四種不同條件下NO的濃度，其中實驗2和實驗3中NO的起始濃度在柱狀圖中均未畫出，假設(shè)分別為c₁和c₂）．

（1）比較實驗1與實驗2達到平衡時的柱狀圖可推測，在實驗2中NO的起始濃度c₁=（填“＞”“＜”或“=”）1mol•L^-1，實驗2中隱含的條件是催化劑．
（2）在40-60min內(nèi)實驗1中NO的平均反應(yīng)速率為v₁，實驗3中NO的反應(yīng)速率為v₃，則v₁ ＜ v₃，且c₂=1.0mol•L^-1．（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）比較實驗1和實驗4，可推測該反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）比較平衡時實驗1和實驗2中NO的濃度可判斷出實驗2中NO的初始濃度，達到平衡狀態(tài)所需時間，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素判斷；
（2）實驗1、3比較，溫度相同，40～60min時，實驗3、實驗1都處于平衡狀態(tài)，由于實驗1、3是在相同溫度下進行的反應(yīng)，而平衡時實驗3中NO的濃度高，所以實驗3的起始濃度大于實驗1的；
（3）圖象中實驗1和4的起始量相同，不同溫度下達到平衡狀態(tài)，實驗4中NO濃度大于實驗1，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向進行；

解答 解：（1）根據(jù)實驗1、2數(shù)據(jù)分析，溫度相同，達平衡后NO的物質(zhì)的量濃度相同，且N₂（g、H₂O（g）的起始濃度均為0，所以兩組實驗中NO的起始濃度相同為1.0mol•L^-1 ；溫度相同，達平衡后NO的物質(zhì)的量濃度相同，但達平衡時2組的時間較短，所以只能是加入催化劑，
故答案為：=；催化劑；
（3）實驗1、3比較，溫度相同，40～60min時，實驗3、實驗1都處于平衡狀態(tài)，由于實驗1、3是在相同溫度下進行的反應(yīng)，而平衡時實驗3中NO的濃度高，所以實驗3的起始濃度大于實驗1的，c₃＞1.0mol•L^-1，反應(yīng)速率大，v₁＜v₃，實驗1、2達到相同平衡狀態(tài)，c₂=1.0mol•L^-1，
故答案為＜；=；
（3）比較實驗1和實驗4，圖象中實驗1和4的起始量相同，不同溫度下達到平衡狀態(tài)，實驗4中NO濃度大于實驗1，說明溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向進行，2H₂（g）+2NO（g）?N₂（g）+2H₂O （g），升溫平衡逆向進行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱．

點評 本題考查了化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算及應(yīng)用、影響反應(yīng)速率及平衡移動的因素等知識點，題目難度中等，解題時注意基礎(chǔ)知識的靈活運用．