Question

【題目】為了減輕大氣污染，可在汽車(chē)尾氣排放處加裝“催化凈化器”裝置。

（1）通過(guò)“催化凈化器”的CO、NO在催化劑和高溫作用下可發(fā)生可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無(wú)毒混合氣體，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__。

（2）在一定溫度下，向1L密閉恒容容器中充入1molNO、2molCO，發(fā)生上述反應(yīng)，10s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.2mol。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①前10s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO)=___。

②在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。

③關(guān)于上述反應(yīng)，下列敘述正確的是___(填字母)。

A.達(dá)到平衡時(shí)，移走部分CO2，平衡將向右移動(dòng)，正反應(yīng)速率加快

B.擴(kuò)大容器的體積，平衡將向右移動(dòng)

C.在相同的條件下，若使用甲催化劑能使正反應(yīng)速率加快105倍，使用乙催化劑能使逆反應(yīng)速率加快108倍，則應(yīng)該選用乙催化劑

D.若保持平衡時(shí)的溫度不變，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，則此時(shí)v正>v逆

④已知上述實(shí)驗(yàn)中，c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖：

若其他條件不變，將1molNO、2molCO投入2L容器進(jìn)行反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)趫D中繪出c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t1變化曲線Ⅱ___(不要求標(biāo)出CO的終點(diǎn)坐標(biāo))。

（3）測(cè)試某汽車(chē)?yán)鋯��?dòng)時(shí)的尾氣催化處理，CO、NO百分含量隨時(shí)間變化曲線如圖：

請(qǐng)回答：

前0～10s階段，CO、NO百分含量沒(méi)明顯變化的原因是___。

Answer 1

【答案】2NO＋2CON2＋2CO2 0.08mol·L-1·s-1 (或4.44) CD 尚未達(dá)到催化劑工作溫度(或尚未達(dá)到反應(yīng)的溫度)

【解析】

(1)CO、NO在催化劑和高溫作用下發(fā)生可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無(wú)毒混合氣體，結(jié)合原子守恒推知，無(wú)毒混合氣體為CO2和N2，結(jié)合原子守恒和得失電子守恒寫(xiě)出化學(xué)方程式。

(2)①反應(yīng)速率=；

②結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；

③依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)，改變條件，平衡向減弱這種改變的方向進(jìn)行；
④反應(yīng)前后氣體體積減小，若其它條件不變，將1molNO、2molCO投入2L容器進(jìn)行反應(yīng)，相當(dāng)于原來(lái)的平衡狀態(tài)減小壓強(qiáng)，平衡濃度減小，反應(yīng)速率減小，平衡向氣體體積增大的分析進(jìn)行；

(3)汽車(chē)?yán)鋯��?dòng)時(shí)的尾氣催化處理CO、NO百分含量隨時(shí)間變化曲線變化分析，開(kāi)始的氣體含量變化不大，說(shuō)明溫度低，催化劑的作用未起作用。

(1)由NO、CO相互反應(yīng)轉(zhuǎn)換成無(wú)毒的氣體，即生成氮?dú)夂投�氧化碳，該反�?yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NO＋2CON2＋2CO2；

(2)在一定溫度下，向1L密閉容器中充入1molNO、2molCO，發(fā)生上述反應(yīng)②，10S反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.2mol，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：

①前10s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO)==0.08molL-1S-1；

②體積為1L，該溫度下平衡常數(shù)K===；

③A．達(dá)到平衡時(shí)，移走部分CO2，平衡將向右移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小，故A錯(cuò)誤；

B．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡將向右移動(dòng)，故B正確；

C．催化劑對(duì)正逆反應(yīng)速率影響程度相同，在相同的條件下，若使用甲催化劑能使正反應(yīng)速率加快105倍，使用乙催化劑能使逆反應(yīng)速率加快108倍，則應(yīng)該選用乙催化劑，故C正確；

D．若保持平衡時(shí)的溫度不變，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，濃度商Qc===3.2＜K=，平衡正向進(jìn)行，則此時(shí)v正＞v逆 ，故D正確；

故答案為CD；

④其他條件不變，將1 mol NO和2 mol CO投入2 L容器中進(jìn)行反應(yīng)，可分兩步先將1 mol NO和2 mol CO投入1 L容器中進(jìn)行反應(yīng)，再將容器的容積由1 L變?yōu)?/span>2 L，第一步與原平衡狀態(tài)相同，第二步平衡向左移動(dòng)，達(dá)平衡時(shí)c(CO)稍大于0.6 mol·L－1；由于各氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減慢，達(dá)到平衡所用時(shí)間比原來(lái)增長(zhǎng)，畫(huà)出的圖象為：；

(3)汽車(chē)?yán)鋯��?dòng)時(shí)的尾氣催化處理CO、NO百分含量隨時(shí)間變化曲線變化分析，開(kāi)始的氣體含量變化不大，說(shuō)明溫度低，催化劑的作用未起作用；證明反應(yīng)未達(dá)到催化劑工作溫度(或尚未達(dá)到反應(yīng)的溫度)。