Question

汽車(chē)尾氣是城市的主要空氣污染物，研究控制汽車(chē)尾氣成為保護(hù)環(huán)境的首要任務(wù)。
（1）汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)發(fā)生反應(yīng)：N₂(g) + O₂(g)  2NO(g)，是導(dǎo)致汽車(chē)尾氣中含有NO的原因之一。T ℃時(shí)，向5L密閉容器中充入6.5 molN₂和7.5 molO₂，在5 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器中NO的物質(zhì)的量是5 mol。
① 5 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ(NO) =         ；在T ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =         。
② 反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡的過(guò)程中，容器中下列各項(xiàng)發(fā)生變化的是       （填序號(hào)）。
a. 混合氣體的密度         b. 混合氣體的壓強(qiáng)
c. 正反應(yīng)速率             d. 單位時(shí)間內(nèi)，N₂和NO的消耗量之比
（2）H₂或CO可以催化還原NO以達(dá)到消除污染的目的。
已知：N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g)   ?H =" +180.5" kJ·mol^－1
2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l)   ?H = －571.6 kJ·mol^－1
則H₂(g)與NO(g)反應(yīng)生成N₂(g)和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式是       。
（3）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。下圖表示在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)：2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g) + N₂(g) 中NO的濃度[c(NO)]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 ，在下圖中畫(huà)出c(NO) 在T₁、 S₂ 條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線。

Answer 1

（1）① 0.2 mol·L^－1·min^－1        1.25 （3分）
② c d
（2）2H₂(g) + 2NO(g) = N₂(g) + 2H₂O(l)   ?H = －752.1 kJ·mol^－1（3分）
（3）① ＜
②

解析試題分析：（1）①υ(NO)="△c(NO)÷t=△n(NO)" ÷V÷t="5min÷5L÷5min=" 0.2 mol·L^－1·min^－1。
利用三段式求出反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量的變化量、平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分物質(zhì)的量。
N₂（g）+O₂（g）   2NO（g），
起始（mol）：6.5 mol  7.5 molO₂      0
反應(yīng)（mol）：2.5mol   2.5mol         5mol
平衡（mol）：4mol      5mol         5mol
平衡常數(shù)K =[c(NO)]²÷c(N₂)÷c(O₂)="(" 5mol/5L)²÷(5mol/5L) ÷( 4mol/5L)= 1.25。
②a、質(zhì)量守恒、容器體積不變，故密度一直不變，故a錯(cuò)誤；
b、該反應(yīng)是反應(yīng)氣體體積不變的反應(yīng)，所以無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，體系的壓強(qiáng)始終不變，故b錯(cuò)誤；故選cd。
（2）由第二個(gè)式子減去第一個(gè)式子，得出H₂(g)與NO(g)反應(yīng)生成N₂(g)和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式，即2H₂(g) + 2NO(g) = N₂(g) + 2H₂O(l)  ?H = －752.1 kJ·mol^－1。
（3）①由圖可知T₂>T₁，升高溫度c(NO)增大，即正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故△H<0。
考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素 用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 化學(xué)平衡常數(shù)的含義 用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算
點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)熱的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)三段式法進(jìn)行化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、根據(jù)物質(zhì)的量與熱量的關(guān)系式計(jì)算放出的熱量即可，注意化學(xué)平衡常數(shù)有溫度有關(guān)，與化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)，為易錯(cuò)點(diǎn)。