Question

【題目】新近出版的《前沿科學》雜志刊發的中國環境科學研究院研究員的論文《汽車尾氣污染及其危害》，其中系統地闡述了汽車尾氣排放對大氣環境及人體健康造成的嚴重危害。目前降低尾氣的可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉化器。NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分，這兩種氣體在催化轉換器中發生反應：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1。

（1）CO2的電子式為 。

（2）已知2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；CO的燃燒 熱△H=－c kJ·mol-1。書寫在消除汽車尾氣中NO2的污染時，NO2與CO的可逆反應的熱化學反應方程式 。

（3）在一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol氣體CO通入到固定容積為2L的容器中，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示：

①有害氣體NO的轉化率為 ，0~15min NO的平均速率v(NO)= 。

②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是 （選填序號）。

a．縮小容器體積 b．增加CO的量 c．降低溫度 d．擴大容器體積

③若保持反應體系的溫度不變，20min時再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化學平衡將 移動（選填“向左”、“向右”或“不”）， 移動后在達到平衡時的平衡常數是 。

Answer 1

【答案】（1）

（2）4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=-a+b-2c kJ·mol-1。

（3）①40% 0.027mol/(L·min) ②c d ③向左 5/36 L/mol或0.14 L/mol

【解析】

試題分析：（1）CO2的電子式 。

（2）2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1 ①

2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1 ②

CO(g)＋1/2O2(g)CO2(g) △H=－c kJ·mol-1 ③

根據蓋斯定律由①－②+2×③得 4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=-a+b-2c kJ·mol-1。

（3）① 2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)

起始濃度(mol·L－1) 1.2 1 0 0

轉化濃度(mol·L－1) 0.4 0.4 0.2 0.4

平衡濃度(mol·L－1) 0.8 0.6 0.2 0.4

有害氣體NO的轉化率為×100%＝40%；0~15min NO的平均速率v(NO)= ＝0.027mol/(L·min)。化學平衡常數K=＝0.14。

②a．縮小容器體積，CO濃度增大，所以錯誤。

b．增加CO的量，CO濃度增大，所以錯誤。

c．降低溫度，正向移動，CO濃度減小，所以正確。

d．擴大容器體積，CO濃度減小，所以正確。所以選c d。

③20min時再向容器中充入NO、N2各0.4mol，此時各成分的濃度變為

2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)

瞬時濃度(mol·L－1) 0.8 0.6 0.4 0.6

Qc＝＝0.625>0.14，所以逆向移動；化學平衡常數只和溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，所以化學平衡常數還是L/mol或0.14 L/mol。