Question

【題目】研究發現，NOx和SO2是霧霾的主要成分。NOx主要來源于汽車尾氣。

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）汽車尾氣轉化器中發生的反應為：2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)，此反應的H =__________kJ·mol－1

（2）T℃時，將等物質的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應過程（0－15min）中NO的物質的量隨時間變化的關系如下圖一所示。

①T℃時該化學反應的平衡常數K＝_______________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡將_______移動。（填“向左”、“向右”或“不）

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質量相同但表面積不同的催化劑時，達到平衡過程中n(NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是__________（填“a”或“b”）。

③15min時，若改變外界反應條件，導致n(NO)發生如圖所示的變化，則改變的一個條件可能是_____________________。

A．增大CO的濃度 B．升高溫度 C．增大壓強 D．恒容時充入He

（3）為探究溫度及不同催化劑對反應2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的影響，分別在不同溫度、不同催化劑下，保持其它初始條件不變重復實驗，在相同時間內測得N2濃度變化情況如下圖二所示。下列說法正確的是__________________ 。

A．在相同溫度下催化劑甲的作用下反應的平衡常數比催化劑乙時大

B．反應在M點達到平衡，此后N2濃度減小的原因可能是溫度升高，平衡向左移動

C．N點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高發生了副反應

D．N點后N2濃度減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了

Answer 1

【答案】 －746.50 5L/mol 向右 b AC CD

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律的應用，化學平衡常數的計算和應用，化學平衡圖像的分析，外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響。

（1）對反應編號，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）

應用蓋斯定律，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由圖知NO起始物質的量為0.4mol，10~15minNO物質的量不變，說明平衡時NO物質的量為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（轉化）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

c（平衡）（mol/L） 0.1 0.1 0.05 0.1

該反應的化學平衡常數K===5（L/mol）。若再向容器中充入CO、N2各0.8mol，瞬時CO、NO、N2、CO2物質的量濃度依次為0.5mol/L、0.1 mol/L、0.45 mol/L、0.1 mol/L，此時濃度商為=1.85，平衡將向右移動。

②由圖知b達到平衡所需時間短，b反應速率快，催化劑表面積越大反應速率越快，表示催化劑表面積較大的曲線是b。

③A項，增大CO的濃度，平衡向正反應方向移動，NO物質的量減小，正確；B項，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NO物質的量增大，錯誤；C項，增大壓強，平衡向正反應方向移動，NO物質的量減小，正確；D項，恒容時充入He，由于各物質的濃度不變，平衡不移動，NO物質的量不變，錯誤；答案選AC。

（3）A項，平衡常數只與溫度有關，與催化劑無關，在相同溫度下催化劑甲作用下反應的平衡常數與催化劑乙作用下相等，錯誤；B項，圖中曲線表示的是相同時間內N2濃度變化情況，圖中曲線研究的是溫度、催化劑對化學反應速率的影響，M點后溫度升高相同時間內N2濃度減小，生成N2的反應速率降低，可能是溫度升高發生了副反應、溫度升高催化劑活性降低，錯誤；C項，N點后升高溫度相同時間內N2濃度減小，生成N2的反應速率降低，可能是溫度升高發生了副反應，正確；D項，N點后升高溫度相同時間內N2濃度減小，生成N2的反應速率降低，可能是溫度升高催化劑的活性降低，且此時催化劑對反應速率的影響占主導作用，正確；答案選CD。