Question

氮氧化物是空气的主要污染物，消除氮氧化物污染有多种方法．用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，其反应为：2NO+2CO?2CO₂+N₂，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

时间（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

回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）前4s内的平均反应速率v（NO）=

 

．c′=

 

．
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．如图表示在其他条件不变时，上述反应中二氧化碳浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．
①该反应的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若催化剂的表面积S₁＞S₂，在答题卡图中画出c（CO₂） 在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线．
（3）在恒容的密闭容器中，上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据前4s内△c（NO）变化，计算v（NO）；NO浓度变化与CO浓度变化之比为化学方程式计量数之比，计算可得；
（2）①根据到达平衡的时间，判断温度高低，再根据不同温度下到达平衡时CO₂的浓度高低，判断温度对平衡的影响，据此判断反应热效应；
②催化剂的表面积S₁＞S₂，则催化剂S₁到达平衡的时间比催化剂S₂短，催化剂不影响平衡移动，平衡时CO₂的浓度相同，据此作图；
（3）根据化学平衡移动时各物理量的变化判断．

解答： 解：（1）前4s内△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时，△c（NO）=1.00×10^-3mol/L-2.50×10^-4mol/L=7.5×10^-4mol/L，NO和CO计量数之比为1：1，即，△c（CO）=，△c（NO）=7.5×10^-4mol/L，所以2s时，c（CO）=3.60×10^-3mol/L-7.5×10^-4mol/L=2.85×10^-3mol/L，故答案为：2.25×10^-4 mol/（L?s）；2.85×10^-3mol/L；
（2）①、温度T₁到达平衡的时间短，反应速率快，故温度T₂＜T₁，温度越高，平衡时CO₂的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②、催化剂的表面积S₁＞S₂，则催化剂S₁到达平衡的时间比催化剂S₂短，催化剂不影响平衡移动，平衡时CO₂的浓度相同，故c（CO₂） 在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线为：，故答案为：；
（3）A、该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，故A错误；
B、升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，故B错误；
C、平衡常数只与热效应有关，与物质的量无关，故C正确；
D、增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，故D错误；
故选C．

点评：本题主要考查化学反应速率、影响化学平衡的因素、化学平衡图象以及热化学方程式的书写等，难度不大，中注意根据“先拐先平数值大”原则判断温度高低是关键，作图时注意到达平衡的时间与平衡时NO的浓度．