Question

汽車尾氣已成為重要的空氣污染物．
（1）汽車內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)引起反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一．
T℃時(shí)，向5L密閉容器中充入8mol N₂和9molO₂，5min后達(dá)平衡時(shí)NO物質(zhì)的量為6mol，計(jì)算該條件下的平衡常數(shù)（寫出計(jì)算過程）．
（2）H₂或CO可以催化還原NO以達(dá)到消除污染的目的：
①已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
則H₂（g）與NO（g）反應(yīng)生成N₂（g）和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式為

 

．
②當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．
如圖是反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）中NO的濃度隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線，據(jù)此判斷該反應(yīng)的△H

 

0 （填“＞”、“＜”或“無法確定”）．
若催化劑的表面積S₁＞S₂，在圖中畫出NO的濃度在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線，并注明條件．

Answer 1

分析：（1）結(jié)合方程式N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），利用三段式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，再利用平衡常數(shù)公式計(jì)算；
（2）①根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
②根據(jù)到達(dá)平衡的時(shí)間，判斷溫度高低，再根據(jù)不同溫度下到達(dá)平衡時(shí)NO的濃度高低，判斷溫度對(duì)平衡的影響，據(jù)此判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；
催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時(shí)間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動(dòng)，平衡時(shí)NO的濃度相同，據(jù)此作圖．

解答：解：（1）設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)鉃閤mol       
                N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），
起始（mol）      8       9           0
反應(yīng)（mol）      x       x           2x
平衡（mol）     8-x     9-x          2x
平衡時(shí)NO物質(zhì)的量為6mol，所以2x=6mol，則x=3mol，
所以平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為c（N₂）=

n

V

=

8-3

5

mol/L=1mol/L，c（O₂）=1.2mol/L，c（NO）=1.2mol/L，
K=

c2(NO)

c(N2)?c(O2)

=

(1.2mol/L)2

1mol/L×1.2mol/L

=1.2，
答：該條件下的平衡常數(shù)0.12；
（2）①已知：①2NO（g）═N₂（g）+O₂（g）△H=-180.5kJ?mol^-1
            ②2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+571.6kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②得：2H₂（g）+2NO（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1 kJ?mol^-1
故答案為：2H₂（g）+2NO（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1 kJ?mol^-1；
②溫度T₂到達(dá)平衡的時(shí)間短，反應(yīng)速率快，故溫度T₂＞T₁，溫度越高，平衡時(shí)NO的濃度越高，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時(shí)間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動(dòng)，平衡時(shí)NO的濃度相同，故c（NO） 在T₁、S₂條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為：，
故答案為：＜；．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡圖象以及熱化學(xué)方程式的書寫等，難度中等，（3）中注意根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則判斷溫度高低是關(guān)鍵，作圖時(shí)注意到達(dá)平衡的時(shí)間與平衡時(shí)NO的濃度．