Question

超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO₂和N₂，化學方程式如下：2NO+2CO

催化劑  .

2CO₂+N₂  為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：

時間/s	0       1       2       3       4	5
c（NO）（×10-4mol?L-1）	10.0     4.50    2.50   1.50    1.00	1.00
c（CO）（×10-3mol?L-1）	3.60     3.05    2.85   2.75    2.70	2.70

請回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：
（1）在上述條件下反應能夠自發進行，則反應的△H

 

0（填寫“＞”、“＜”、“=”．
（2）前2s內的平均反應速率v （N₂）=

 

．
（3）在該溫度下，反應的平衡常數K=

 

．
（4）假設在密閉容器中發生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是

 

．
A．選用更有效的催化劑      
B．升高反應體系的溫度
C．降低反應體系的溫度      
D．縮小容器的體積．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據反應自發進行的判斷依據△H-T△S＜0分析判斷；
（2）依據化學反應速率的概念結合圖表數據分析計算一氧化氮的反應速率，結合速率之比等于系數之比；
（3）依據平衡常數概念是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積；
（4）提高NO轉化率．平衡正向進行．

解答： 解：（1）2NO+2CO?2CO₂+N₂  反應的△S＜0，反應自發進行△H-T△S＜0，則反應焓變一定小于0，△H＜0，反應是放熱反應，故答案為：＜；
（2）前2s內的平均反應速度v（NO）=

1.00×10-3-2.5×10-4

2s

=3.75×10^-4mol/L?s：v（N₂）：v（NO）=1：2得到v（N₂）=1.88×10^-4mol/L?s，
故答案為：1.88×10^-4mol/L?s；
（3）依據化學平衡三段式列式計算，
                       2NO+2 CO?2CO₂ +N₂
起始量（mol/L）   10×10^-4   3.6×10^-3      0         0
變化量（mol/L）    9×10^-4 9×10^-4 9×10^-4 4.5×10^-4
平衡量（mol/L）   1×10^-4    2.7××10^-3 9×10^-4 4.5×10^-4
反應的平衡常數K=

c(N2)c2(CO2)

c2(CO)c2(NO)

=

(4.5×10-4)×(9×10-4)2

(1×10-4)2×(2.7×10-3)2

=5；
故答案為：5；
（4）2NO+2CO?2CO₂+N₂反應中能提高NO轉化率的選項分析為：
A．選用更有效的催化劑，只能改變反應速率，不能改變平衡，故A錯誤；
B．反應時放熱反應，升高反應體系的溫度，平衡逆向進行，一氧化氮轉化率減小，故B錯誤；
C．反應時放熱反應，降低反應體系的溫度，平衡正向進行，一氧化氮轉化率增大，故C正確；
D．縮小容器的體積，壓強增大，平衡向氣體體積見效的方向進行，平衡正向進行，一氧化氮轉化率增大，故D正確；
故選CD．

點評：本題考查了化學平衡，平衡常數計算分析應用，影響平衡的因素分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．