Question

對大氣污染物SO₂、NO_x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：H₂（g）+

1

2

O2（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

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）已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，若1.0mol空氣含0.80mol N₂和0.20mol O₂，1300°C時在1.0L密閉容器內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為8.0×10^-4mol．
①5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν（NO）=

 

（保留2位有效數(shù)字）；在1300°C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

．
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．如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

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需讓化學(xué)方程式；
（2）①計算出平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)速率計算方法和平衡常數(shù)的表達(dá)式完成；
②汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，說明平衡正向進(jìn)行，溫度越高速率越快；
（3）①根據(jù)到達(dá)平衡的時間，判斷溫度高低，再根據(jù)不同溫度下到達(dá)平衡時NO的濃度高低，判斷溫度對平衡的影響，據(jù)此判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；
②催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動，平衡時NO的濃度相同，據(jù)此作圖．

解答： 解：（1）①H₂（g）+

1

2

O2（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1
②C（s）+

1

2

O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計算②-①得到C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1；
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1；
（2）①在1.0L密閉容器內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為8.0×10^-4mol，5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν（NO）=

8×10-4mol 1.0L

5s

=1.6×10^-4 mol/（L?s），依據(jù)化學(xué)方程式寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)為：

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
故答案為：1.6×10^-4 mol/（L?s），

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
②氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，
故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移；
（3）①、溫度T₂到達(dá)平衡的時間短，反應(yīng)速率快，故溫度T₂＞T₁，溫度越高，平衡時NO的濃度越高，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
②、催化劑的表面積S₁＞S₂，則催化劑S₁到達(dá)平衡的時間比催化劑S₂短，催化劑不影響平衡移動，平衡時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：．

點評：本題主要考查熱化學(xué)方程式書寫，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，難度不大，（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，作圖時注意到達(dá)平衡的時間與平衡時NO的濃度．