Question

15．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO．为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol   （条件为使用催化剂）
已知：2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
则 N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1．
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s	0	1	2	3	4	5
C（NO）10-4  mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C（CO）10-3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

则C₂合理的数值为D（填字母标号）．
A．4.20  B．4.00  C．2.95  D．2.80
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图1所示：

试验编号	T/℃	NO初始浓度/10-3mol•L-1	CO初始浓度/10-3mol•L-1	催化剂的比表面积/m2•g1
①	350	1.20	5.80	124
②	280	1.20	5.80	124
③	280	1.20	5.80	82

则曲线Ⅱ对应的实验编号为②．

Answer 1

分析 （1）依据题干热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，得到反应焓变；
（2）随反应的进行浓度减小，速率降低，根据3s时的浓度来求解；
（3）由图可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，平衡没有移动，反应速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲线Ⅱ中催化剂比比表面积大于Ⅰ，而其它条件相同；而曲线Ⅲ和曲线Ⅱ相比，反应速率变快且平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；

解答 解：（1）①2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H=-746.5KJ/mol 
②2C （s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol    
 ③C （s）+O₂（g）?CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol
则依据盖斯定律计算③×2-②-①得到：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5KJ/mol，
故答案为：+180.5；
（2）因为1s到2s的平均速率大于2s到3s的平均速率，即3.05-C₂＞C₂-2.75，解之得C₂＜2.9，故选D；
（3）由于②、③温度相同，催化剂对平衡移动无影响，化学平衡不移动，达到相同的平衡状态，但②的起始浓度较大，催化剂的比表面积较大，则反应的速率大，所以②先达到化学平衡；
由于①、②浓度、催化剂的比面积大相同，而①的温度较高，反应速率较快，先到达平衡，且平衡向逆反应移动，平衡时NO的浓度增大，
所以曲线Ⅰ对应实验③，曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验①，故答案为：②．

点评 本题比较综合，属于拼合型题目，涉及热化学方程式书写、化学反应速率计算与影响因素、化学平衡图等，是对学生综合能力的考查，学生容易考虑浓度减小确定区间，忽略反应速率问题．