Question

對大氣污染物SO2、NOx進(jìn)行研究具有重要環(huán)保意義。請回答下列問題：

（1）為減少SO2的排放，常采取的措施是將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。

已知：① H2（g）＋O2(g)=H2O(g) △H＝－241.8kJ·mol－1

②C（s）＋ O2(g)=CO(g) △H＝－110.5kJ·mol－1

寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 。

（2）已知汽車汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H0，若1.0 mol空氣含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC時在2.0 L密閉汽缸內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為1.6×10－3mol。

①在1300oC 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝ 。5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν(N2) ＝ （保留2位有效數(shù)字）；

②汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是 。

（3）汽車尾氣中NO和CO的轉(zhuǎn)化。當(dāng)催化劑質(zhì)量一定時，增大催化劑固體的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。下圖表示在其他條件不變時，反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) 中，NO的濃度c(NO)隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。

①該反應(yīng)的△H 0 （填“＞”或“＜”）。

②若催化劑的表面積S1＞S2，在右圖中畫出c(NO) 在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線（并作相應(yīng)標(biāo)注）。

 

Answer 1

（1）C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H=+131.3kJ·mol-1

（2）① 8.0×10－5 mol/(L·s) 。

② 溫度升高，反應(yīng)速度加快，平衡向右移動（3）① ＜

②見右圖：

 

【解析】

試題分析：（1）②－①整理可得：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H=+131.3kJ/mol。（2）①N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得NO為1.6×10－3mol

，根據(jù)化學(xué)方程式物質(zhì)間的關(guān)系可知消耗N2的物質(zhì)的量為8.0×10－3mol.則V(N2)= 8.0×10－4mol÷2.0 L÷5s=8.0×10－5 mol/(L·s)。②由于化學(xué)反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g) 的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，汽車啟動后，汽缸溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率加快。根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，會產(chǎn)生更多的NO。所以單位時間內(nèi)NO排放量越大。（3）由圖像可知在溫度為T2時先達(dá)到平衡。說明溫度T2>T1。①由于溫度升高，NO的濃度增大。根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H＜0. ②若催化劑的表面積S1＞S2。在其它條件不變時，催化劑的表面積越大，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡所需要的時間就越短。在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及外界條件對化學(xué)平衡移動的影響的知識。