Question

【题目】研究发现，NOx和SO2是雾霾的主要成分。NOx主要来源于汽车尾气。

已知：N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H＝＋180.50 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） △H＝－566.00kJ·mol－1

（1）汽车尾气转化器中发生的反应为：2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)，此反应的H =__________kJ·mol－1

（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0－15min）中NO的物质的量随时间变化的关系如下图一所示。

①T℃时该化学反应的平衡常数K＝_______________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将_______移动。（填“向左”、“向右”或“不）

②图中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是__________（填“a”或“b”）。

③15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的一个条件可能是_____________________。

A．增大CO的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．恒容时充入He

（3）为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N2浓度变化情况如下图二所示。下列说法正确的是__________________ 。

A．在相同温度下催化剂甲的作用下反应的平衡常数比催化剂乙时大

B．反应在M点达到平衡，此后N2浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动

C．N点后N2浓度减小的原因可能是温度升高发生了副反应

D．N点后N2浓度减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了

Answer 1

【答案】 －746.50 5L/mol 向右 b AC CD

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用，化学平衡常数的计算和应用，化学平衡图像的分析，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响。

（1）对反应编号，N2（g）＋O2（g）2NO（g）ΔH＝＋180.50 kJ/mol（①式）

2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） ΔH＝－566.00 kJ/mol（②式）

应用盖斯定律，②式-①式得2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）ΔH=-566.00kJ/mol-（+180.50kJ/mol）=-746.50kJ/mol。

（2）①由图知NO起始物质的量为0.4mol，10~15minNO物质的量不变，说明平衡时NO物质的量为0.2mol，用三段式

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

c（起始）（mol/L） 0.2 0.2 0 0

c（转化）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

c（平衡）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

该反应的化学平衡常数K===5（L/mol）。若再向容器中充入CO、N2各0.8mol，瞬时CO、NO、N2、CO2物质的量浓度依次为0.5mol/L、0.1 mol/L、0.45 mol/L、0.1 mol/L，此时浓度商为=1.85，平衡将向右移动。

②由图知b达到平衡所需时间短，b反应速率快，催化剂表面积越大反应速率越快，表示催化剂表面积较大的曲线是b。

③A项，增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO物质的量减小，正确；B项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO物质的量增大，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，NO物质的量减小，正确；D项，恒容时充入He，由于各物质的浓度不变，平衡不移动，NO物质的量不变，错误；答案选AC。

（3）A项，平衡常数只与温度有关，与催化剂无关，在相同温度下催化剂甲作用下反应的平衡常数与催化剂乙作用下相等，错误；B项，图中曲线表示的是相同时间内N2浓度变化情况，图中曲线研究的是温度、催化剂对化学反应速率的影响，M点后温度升高相同时间内N2浓度减小，生成N2的反应速率降低，可能是温度升高发生了副反应、温度升高催化剂活性降低，错误；C项，N点后升高温度相同时间内N2浓度减小，生成N2的反应速率降低，可能是温度升高发生了副反应，正确；D项，N点后升高温度相同时间内N2浓度减小，生成N2的反应速率降低，可能是温度升高催化剂的活性降低，且此时催化剂对反应速率的影响占主导作用，正确；答案选CD。