Question

【題目】NOx主要來源于汽車尾氣。

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

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

（1）為了減輕大氣污染，人們設(shè)想提出在汽車尾氣排氣管口將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______________________________，該想法能否實(shí)現(xiàn)______（填“能”或“不能”）。

（2）T℃時(shí)，將等物質(zhì)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(yīng)過程(0～15min)中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖甲所示。

①T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________，平衡時(shí)若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡將_________（填“向左”“向右”或“不）移動(dòng)。

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時(shí)，達(dá)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(shí)，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是__________

Answer 1

【答案】2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–746.50kJ·mol-1 能 5.0L·mol-1 向右 b 增大CO的物質(zhì)的量的濃度（或增大壓強(qiáng)、降低溫度等）

【解析】

（1）利用蓋斯定律計(jì)算推導(dǎo)出目標(biāo)熱化學(xué)方程式。

（2）分析題給信息，NO的起始物質(zhì)的量為0.4mol，隨著反應(yīng)的進(jìn)行逐漸減小，在10min時(shí)，NO的物質(zhì)的量保持不變，說明此時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)。結(jié)合反應(yīng)方程式，利用三段式可計(jì)算出此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)。進(jìn)而根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系分析判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。15min后，NO的物質(zhì)的量逐漸變小，說明改變了反應(yīng)條件打破了平衡，結(jié)合外在條件對反應(yīng)速率的影響，分析可能改變的條件。

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

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

根據(jù)蓋斯定律，②-①可得：2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–566.00kJ·mol-1–(+180.50kJ·mol-1)=–746.50kJ·mol-1，該想法可以實(shí)現(xiàn)。答案為：2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–746.50kJ·mol-1；能；

（2）①由圖可知，起始時(shí)，NO的物質(zhì)的量為0.4mol，平衡時(shí)NO的物質(zhì)的量為0.2mol，則根據(jù)反應(yīng)方程式有：

2CO(g) + 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)

則平衡時(shí)：，同理，可知其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為：c(NO)=0.1mol/L，c(CO2)= 0.1mol/L，c(N2)= 0.05mol/L，故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

平衡時(shí)若保持溫度不變，則反應(yīng)的平衡常數(shù)也不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，則，同理c(N2)= 0.45mol/L，此時(shí)反應(yīng)的濃度商Qc=，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即平衡向右移動(dòng)。答案為：5.0 L·mol-1；向右；

②催化劑表面積較大，反應(yīng)速率較快，達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間短，由圖可知，b曲線代表的催化劑表面積較大。答案：b；

③由圖可知，NO的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合該可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，所以改變的條件可能為：增大CO的物質(zhì)的量的濃度（或增大壓強(qiáng)、降低溫度等）。答案為：增大CO的物質(zhì)的量的濃度（或增大壓強(qiáng)、降低溫度等）。