Question

2012年2月27日深圳宣稱進(jìn)入“200萬輛汽車時代”，汽車尾氣已成為重要的空氣污染物．
（1）汽車內(nèi)燃機(jī)工作時引起反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一．T℃時，向2L密閉容器中充入4mol N₂和6molO₂，5min后達(dá)平衡時NO物質(zhì)的量為4mol，該反應(yīng)的速率υ（N₂）為

 

；計(jì)算該條件下的平衡常數(shù)（寫出計(jì)算過程）．
（2）恒溫恒容，能說明反應(yīng) 2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）達(dá)到平衡的是

 

（填代號）．
A．NO、N₂、O₂的濃度之比為2：1：1
B．N₂的濃度不再發(fā)生變化
C．單位時間內(nèi)消耗2mol NO，同時消耗1mol N₂
D．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化
（3）H₂或CO可以催化還原NO以達(dá)到消除污染的目的：
①已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
則H₂（g）與NO（g）反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式為

 

．
②當(dāng)質(zhì)量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．下圖是反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g） 中NO的濃度隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線，據(jù)此判斷該反應(yīng)的△H

 

0 （填“＞”、“＜”或“無法確定”）．若催化劑的表面積S₁＞S₂，在如圖中畫出NO的濃度在T₁、S₂ 條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線，并注明條件．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系,反應(yīng)熱和焓變,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）利用三段法“開始 變化 平衡”列出各組分?jǐn)?shù)據(jù)，代入化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志正你反應(yīng)速率相等且不為零、化學(xué)平衡特征達(dá)到化學(xué)平衡時各組分的含量保持不變，結(jié)合選項(xiàng)判定；
（3）①先寫出化學(xué)方程式，然后依據(jù)蓋斯定律進(jìn)行求算焓變即可；
②“先拐先平值大”可判斷溫度的大小，根據(jù)溫度對平衡的影響判斷焓變，催化劑只是改變化學(xué)反應(yīng)速率不能改變化學(xué)平衡．

解答： （1）由題中所給數(shù)據(jù)可知：
                N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始濃度（mol?L^-1）2.0   3.0       0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L^-1）1.0   1.0       2.0
平衡濃度（mol?L^-1）1.0   2.0       2.0
則υ（N₂）=

△c(N2)

△t

=

1.0mol/L

5min

=0.2mol/（L?min），K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

=

(2.0mol)2

1.0mol×2.0mol

=2.0，
故答案為：0.2mol/（L?min）；K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

=

(2.0mol)2

1.0mol×2.0mol

=2.0；
（2）A、NO、N₂、O₂的濃度之比為2：1：1并不能說明給分的濃度保持不變，故A錯誤；
B、可逆反應(yīng)中各組分組成了一個體系，N₂的濃度不再發(fā)生變化，那么其他組分的濃度也不能改變，故B正確；
C、消耗NO代表正反應(yīng)速率，消耗N₂代表你反應(yīng)速率，而且兩速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明正逆速率相等且不等于零，故C正確；
D、反應(yīng)條件為恒容，反應(yīng)體系中各組分全部為氣體，所以氣體的總質(zhì)量m保持不變，根據(jù)ρ=

m

V

可知ρ為一個不變的量，故D錯誤；
故選：BC；
（3）①已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180.5kJ/mol②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H₂=-285.8kJ/mol，設(shè)所求的熱化學(xué)方程式的為：③2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H，依據(jù)蓋斯定律可知③=②×2-①，△H=2△H₂-△H₁=2×（-285.8kJ/mol）-180.5kJ/mol═-752.1kJ/mol，
故答案為：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1kJ/mol；
②由圖根據(jù)“先拐先平值大”可知，T₂＞T₁，T₂時NO的平衡濃度大說明升高溫度平衡逆向移動，逆向反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)即△H＜0；由于T₂＞T₁，S₁＞S₂，所以T₁、S₂條件下化學(xué)反應(yīng)速率最小，表現(xiàn)在圖象上為拐點(diǎn)最晚，催化劑并不影響化學(xué)平衡，故平衡時與T₁、S₁條件下相同，以此作圖如下：，
故答案為：＜；．

點(diǎn)評：本題涉及反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用，應(yīng)用蓋斯定律求焓變，培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想和看圖作圖能力，綜合性強(qiáng)，難度中等．