Question

超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層．科學(xué)家正在研究催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂，其反應(yīng)為：2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂．為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO） （mol/L）	1.00×10-3	4.50×10-4	2.50×10-4	1.50×10-4	1.00×10-4	1.00×10-4
c（CO） （mol/L）	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

請(qǐng)回答下列問(wèn)題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：
（1）在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的△H

 

0（填寫(xiě)“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）=

 

．
（3）在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（4）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是

 

．
A．選用更有效的催化劑             
B．升高反應(yīng)體系的溫度
C．降低反應(yīng)體系的溫度             
D．縮小容器的體積
（5）若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則平衡

 

移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化劑，上述反應(yīng)的△H

 

（填“增大”“減小”或“不改變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)△H-T?△S＜0分析判斷；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的概念結(jié)合圖表數(shù)據(jù)分析計(jì)算一氧化氮的反應(yīng)速率，結(jié)合速率之比等于系數(shù)之比；
（3）根據(jù)該溫度下達(dá)化學(xué)平衡時(shí)各物質(zhì)平衡時(shí)濃度及化學(xué)平衡常數(shù)的概念來(lái)計(jì)算；
（4）提高NO轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行；
（5）恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體系壓強(qiáng)減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，使用催化劑不改變反應(yīng)熱大�。�

解答： 解：（1）2NO+2CO?2CO₂+N₂ 反應(yīng)的△S＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行△H-T?△S＜0，則反應(yīng)焓變一定小于0，△H＜0，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：＜；
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v（NO）=

1.00×10-3-2.5×10-4

2s

=3.75×10^-4mol/（L?s），由v（N₂）：v（NO）=1：2得到v（N₂）=1.875×10^-4mol/（L?s），
故答案為：1.88×10^-4mol/（L?s）；
（3）由表格中的數(shù)據(jù)可知到4s時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡，則
                    2NO+2CO

催化劑

2CO₂ +N₂，
開(kāi)始（mol/L） 1.00×10^-3 3.60×10^-3  0  0
轉(zhuǎn)化（mol/L） 9×10^-4 9×10^-4 9×10^-4 4.50×10^-4
平衡（mol/L）1.00×10^-4 2.70×10^-3 9×10^-4 4.50×10^-4
則平衡常數(shù)K=

c(N2)c2(CO2)

c2(CO)c2(NO)

=

4.5×10-4×(9×10-4)2

(1.00×10-4)2×(2.7×10-4)2

=5000，
故答案為：5000   
（4）2NO+2CO?2CO₂+N₂反應(yīng)中能提高NO轉(zhuǎn)化率的選項(xiàng)分析為：
A．選用更有效的催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡逆向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積見(jiàn)效的方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：CD；
（5）恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體系壓強(qiáng)減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，對(duì)反應(yīng)2NO+2CO

催化劑

2CO₂ +N₂，平衡逆向移動(dòng)，使用催化劑不改變化學(xué)平衡，即不改變反應(yīng)熱大小，故答案為：向左；不變．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算，反應(yīng)能量變化的分析判斷和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，化學(xué)平衡的影響因素分析應(yīng)用，平衡常數(shù)計(jì)算，電極方程式的書(shū)寫(xiě)等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．