Question

【題目】在催化劑作用下，氮氧化物與一氧化碳能發(fā)生反應(yīng)，如：

反應(yīng)Ⅰ

（1）已知： 反應(yīng)Ⅱ

反應(yīng)Ⅲ

①__________（用含b、c的代數(shù)式表示）。

②溫度為時，CO與在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，的體積分數(shù)隨時間變化的關(guān)系如下圖所示。請在坐標圖中畫出溫度為時，隨時間的變化曲線并進行相應(yīng)的標注。_______

（2）在恒壓條件下，將NO和CO置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，在不同溫度、不同投料比時，NO的平衡轉(zhuǎn)化率見下表：

	300K	400K	500K
1	15%	24%	33%
2	10%	18%	25%

a__________（填“＞”“＜”或“＝”）0，理由是_________。試判斷反應(yīng)Ⅰ在常溫下能否自發(fā)進行并說明理由：___。

②下列措施有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的是__________（填字母）。

A．升高溫度同時增大壓強

B．繼續(xù)通入CO

C．加入高效催化劑

D．及時將從反應(yīng)體系中移走

③500 K時，將投料比為2的NO與CO混合氣體共0.9 mol，充入一裝有催化劑且體積為3 L的密閉容器中，5 min時反應(yīng)達到平衡，則500 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為__________（保留兩位小數(shù)，下同）；從反應(yīng)開始到達到平衡時CO的平均反應(yīng)速率為__________。

Answer 1

【答案】 ＞ 升高溫度，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)， 不能自發(fā)進行，因為該反應(yīng)是吸熱，熵減的反應(yīng) AD 1.11 0.01

【解析】

本題考查反應(yīng)熱和化學平衡，意在考查對相關(guān)原理的理解和運用能力。

（1）①根據(jù)蓋斯定律計算；

②a：溫度越高，化學反應(yīng)速率越快，達到平衡所需時間越短；b：CO燃燒是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，所以CO2的體積分數(shù)減小。

（2））①在投料比不變的情況下，升高溫度，NO的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，故為吸熱反應(yīng)。因為該反應(yīng)是吸熱/熵減的反應(yīng)，所以常溫下不能自發(fā)進行；

②根據(jù)反應(yīng)為體積減小的吸熱反應(yīng)分析；

③利用三行式法計算。

（1）①根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ×2，即a+b=2c，故有a=2c-b；

答案：2c-b

②升高溫度，達到平衡所用的時間縮短；因CO燃燒是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，所以CO2的體積分數(shù)減小。

答案：

（2）①在投料比不變的情況下，升高溫度，NO的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，故為吸熱反應(yīng)。因為該反應(yīng)是吸熱/熵減的反應(yīng)，所以常溫下不能自發(fā)進行；

答案：＞ 升高溫度，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，。

②A.2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）是一個體積減小的吸熱反應(yīng)，所以升高溫度同時增大壓強可使平衡正向移動，增大CO的轉(zhuǎn)化率，故A正確；

B.繼續(xù)通入CO，CO的轉(zhuǎn)化率減小，故B錯誤；

C.催化劑對平衡移動無影響，故C錯誤；

D.及時將CO2從反應(yīng)體系中移走，可使平衡正向移動，增大CO的轉(zhuǎn)化率，故D正確。

答案：AD

③ 2NO（g）+ 2CO（g） N2（g） + 2CO2（g）

起始濃度/（） 0.2 0.1 0 0

轉(zhuǎn)化濃度/（） 0.05 0.05 0.025 0.05

平衡濃度/（） 0.15 0.05 0.025 0.05

K=≈1.11；v（CO）==0.01molL-1min-1

答案：1.11 0.01