汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H= +180.5kJ/mol
C(s)+O2(g) =CO2(g);△H=" -393.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H= -221kJ/mol
則2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)的△H=___________。
(2)在一定溫度下,在一體積為V升的密閉容器中充入一定量的NO和CO2在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)n(CO)="a" mol,n(NO)="2a" mol,n(N2)="b" mol,且N2占平衡總體積的1/4。
①則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______       ____。(用只含a、V的式子表示)
②判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是____       _____
A.v生成(CO2)=v消耗(CO)                  B.混合氣體的密度不再改變
C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變      D.NO、CO、N2、CO2的濃度均不再變化
③在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,在其他條件不變的情況下,t3時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)谟覉D中補(bǔ)充畫出從t2到t4時(shí)刻正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線:

(3)如果要凈化汽車尾氣同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的措施是___________
A.降低溫度                           B.增大壓強(qiáng)同時(shí)加催化劑
C.升高溫度同時(shí)充入N2                D.及時(shí)將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走
(4)為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染,給汽車安裝尾氣凈化裝置。凈化裝置里裝有含Pd等過(guò)渡元素的催化劑,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機(jī)理如下圖所示。

①寫出此變化中的總化學(xué)反應(yīng)方程式:_________­­­­­­­­­­_______________________________。
②有人提出,可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)來(lái)消除CO的污染。請(qǐng)你判斷是否可行并說(shuō)出理由:_____________________________________________________________。

(14分)    (1) △H="-746.5" kJ/mol(2分)    (2)①K=27V/a  (2分)  ②CD(2分)   ③(2分)

(3)B(2分)  (4)2NO+O2+4CO4CO2+N2(2分、)
②不可行,因?yàn)椤鱄>0,△S<0,在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行。(2分)

解析試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律可知,②×2-①-③即得到2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g),所以該反應(yīng)的△H=-393.5 kJ/mol×2-180.5kJ/mol+221kJ/mol=-746.5 kJ/mol。
(2)①達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)n(CO)="a" mol,n(NO)="2a" mol,n(N2)="b" mol,則CO2的物質(zhì)的量應(yīng)該是2bmol。又因?yàn)镹2占平衡總體積的1/4,則b=3a。由于化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)反應(yīng)式可知,K=。
②在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),所以D正確。A中反應(yīng)速率的方向是相同的,速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此A中的關(guān)系始終是成立,不正確。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的,B不正確。混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,但物質(zhì)的量是變化的,所以C可以說(shuō)明,答案選CD。
③在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,則正逆反應(yīng)速率均是減小的,但平衡向正反應(yīng)方向一定,所以正確的圖像應(yīng)該是(見答案)。
(3)該反應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng),所以要凈化汽車尾氣同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的措施是選項(xiàng)B,A中反應(yīng)速率降低,C中轉(zhuǎn)化率降低,D中反應(yīng)速率降低,答案選B。
(4)①根據(jù)圖示可知,最終的生成物是CO2和氮?dú),所以總的方程式?NO+O2+4CO4CO2+N2。
②因?yàn)楦鶕?jù)反應(yīng)式可知,該反應(yīng)的△H>0,△S<0,在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行,所以是不可取的。
考點(diǎn):考查反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡狀態(tài)、反應(yīng)自發(fā)性的判斷以及外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響
點(diǎn)評(píng):該題是高考中的常見題型,屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng),貼近高考,側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo),有助于培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力,提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

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(2009?安徽)汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:NO(g)+CO(g)?
1
2
N2(g)+CO2(g)△H=-373.4kJ?mol-1.在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是( 。

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汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-746.8kJ?mol-1,在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,當(dāng)改變其中一個(gè)條件X,Y隨X的變化,符合圖中曲線的是( 。

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汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-373.4kJ/mol
反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一個(gè)條件,下列示意圖曲線①?⑧中正確的是( 。精英家教網(wǎng)
A、①⑥⑧B、①⑤⑦C、②③④D、③⑥⑦

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汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:

在一容積為5L的恒容密閉容器中充人0.2 mol NO和0.5mol CO,5 min后該反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)N2的物質(zhì)的量為0.06mol。下列說(shuō)法正確的是

A.達(dá)到平衡后,若只升高溫度,化學(xué)平衡正向移動(dòng)

B.達(dá)到平衡后,再通人稀有氣體,逆反應(yīng)速率增大

C.使用催化劑,平衡常數(shù)不變

D.0~5 min內(nèi),NO的反應(yīng)速率為2.4×1 0-3 mol·L1·min1

 

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