Question

氮氧化物是空氣的主要污染物，消除氮氧化物污染有多種方法．用催化技術(shù)可將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂，其反應(yīng)為：2NO+2CO?2CO₂+N₂，為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下測得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表：

時(shí)間（s）	0	2	4
c（NO） （ mol?L-1）	1.00×10-3	2.50×10-4	1.00×10-4
c（CO） （ mol?L-1）	3.60×10-3	c′	2.70×10-3

回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：
（1）前4s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（NO）=

 

．c′=

 

．
（2）當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．如圖表示在其他條件不變時(shí)，上述反應(yīng)中二氧化碳濃度隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線．
①該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若催化劑的表面積S₁＞S₂，在答題卡圖中畫出c（CO₂） 在T₂、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線．
（3）在恒容的密閉容器中，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)前4s內(nèi)△c（NO）變化，計(jì)算v（NO）；NO濃度變化與CO濃度變化之比為化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，計(jì)算可得；
（2）①根據(jù)到達(dá)平衡的時(shí)間，判斷溫度高低，再根據(jù)不同溫度下到達(dá)平衡時(shí)CO₂的濃度高低，判斷溫度對平衡的影響，據(jù)此判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；
②催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時(shí)間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動(dòng)，平衡時(shí)CO₂的濃度相同，據(jù)此作圖；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí)各物理量的變化判斷．

解答： 解：（1）前4s內(nèi)△c（NO）=1.00×10^-3mol/L-1.00×10^-4mol/L=9.9×10^-4mol/L，v（NO）=

9.9×10-4mol/L

4s

=2.25×10^-4 mol/（L?s）；2s時(shí)，△c（NO）=1.00×10^-3mol/L-2.50×10^-4mol/L=7.5×10^-4mol/L，NO和CO計(jì)量數(shù)之比為1：1，即，△c（CO）=，△c（NO）=7.5×10^-4mol/L，所以2s時(shí)，c（CO）=3.60×10^-3mol/L-7.5×10^-4mol/L=2.85×10^-3mol/L，故答案為：2.25×10^-4 mol/（L?s）；2.85×10^-3mol/L；
（2）①、溫度T₁到達(dá)平衡的時(shí)間短，反應(yīng)速率快，故溫度T₂＜T₁，溫度越高，平衡時(shí)CO₂的濃度越低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
②、催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時(shí)間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動(dòng)，平衡時(shí)CO₂的濃度相同，故c（CO₂） 在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為：，故答案為：；
（3）A、該反應(yīng)為氣體計(jì)量數(shù)減小的放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，平衡常數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；
B、升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小，故B錯(cuò)誤；
C、平衡常數(shù)只與熱效應(yīng)有關(guān)，與物質(zhì)的量無關(guān)，故C正確；
D、增加氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，平衡逆向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評：本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡圖象以及熱化學(xué)方程式的書寫等，難度不大，中注意根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則判斷溫度高低是關(guān)鍵，作圖時(shí)注意到達(dá)平衡的時(shí)間與平衡時(shí)NO的濃度．