Question

18．選擇高效催化劑能使汽車尾氣中NO、CO轉(zhuǎn)化為N₂和CO₂，降低空氣中污染性氣體含量．
（1）圖1表示其他條件不變時(shí)，反應(yīng)2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）中，c（NO）隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線，已知催化劑表面積與化學(xué)反應(yīng)速率成正比，不改變平衡體系中N₂的體積分?jǐn)?shù)．其他條件相同時(shí)，溫度不同，化學(xué)反應(yīng)限度不同．
①T₁＜（填“＞”“＜”或“=”）T₂．
②在圖象上畫出溫度為T₂，接觸面積為S₂且S₂＜S₁的曲線．
（2）在2L恒容密閉容器中充入2molNO和2molCO．實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率φ（NO）隨溫度變化曲線如圖2，所示．
①若反應(yīng)進(jìn)行10min時(shí)到達(dá)A點(diǎn)，計(jì)算0～10min內(nèi)用N₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率c（N₂）==0.04mol/L•min．
②在A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的容器中，混合氣體壓強(qiáng)與起始時(shí)的混合氣體壓強(qiáng)之比為4：5．

Answer 1

分析 （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)NO的濃度高低，判斷溫度對(duì)平衡的影響，據(jù)此判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；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)NO的濃度相同，據(jù)此作圖；
（2）①若反應(yīng)進(jìn)行10min時(shí)到達(dá)A點(diǎn)，此時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為80%，則消耗NO物質(zhì)的量=2mol×80%=1.6mol，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得到氮?dú)馍�成物質(zhì)的量為$\frac{1.6mol}{2}$=0.8mol，反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$；
②依據(jù)條件列出三行計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比；

解答 解：（1）①溫度T₂到達(dá)平衡的時(shí)間短，反應(yīng)速率快，故溫度T₁＜T₂，
故答案為：＜；
②溫度越高，平衡時(shí)NO的濃度越高，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；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)NO的濃度相同，故c（NO） 在T₂、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為：，
故答案為：；
（2）①若反應(yīng)進(jìn)行10min時(shí)到達(dá)A點(diǎn)，此時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為80%，則消耗NO物質(zhì)的量=2mol×80%=1.6mol，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得到氮?dú)馍�成物質(zhì)的量為$\frac{1.6mol}{2}$=0.8mol，反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{10min}$=0.04mol/L•min，
故答案為：0.04mol/L•min；
②依據(jù)條件列出三行計(jì)算，
              2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol）  2        2        0        0
變化量（mol）  1.6      1.6      0.8      1.6
10min量（mol） 0.4     0.4       0.8      1.6
氣體壓強(qiáng)之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，
在A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的容器中，混合氣體壓強(qiáng)與起始時(shí)的混合氣體壓強(qiáng)之比=（0.4+0.4+0.8+1.6）：（2+2）=4：5，
故答案為：4：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了圖象變化的分析判斷，主要是化學(xué)平衡影響因素分析、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算應(yīng)用，注意氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，題目難度中等．