Question

I．飛機尾氣中的NO會破壞臭氧層．利用催
化劑可使尾氣中的NO和CO發(fā)生反應(yīng)2NO+2CO?2CO₂+N₂；△H＜0．已知增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積．對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中

實驗編號	T（℃）	NO初始濃度（mol/L）	CO初始濃度（mol/L）	催化劑的比表面積（m2/g）
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ		1.20×10-3		124
Ⅲ	350		5.80×10-3

（1）請?zhí)钊�表中的各空格�?br />（2）請在右上邊給出的坐標圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標明各條曲線的實驗編號．
II．汽車內(nèi)燃機工作時產(chǎn)生的高溫會引起N₂和O₂的反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一．
200℃時，向容積為2L的密閉容器中充入10molN₂與5mol O₂，達到平衡后NO的物質(zhì)的量為2mol，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．該溫度下，若開始時向上述容器中充入1molN₂和一定量的O₂，平衡時O₂與NO的物質(zhì)的量恰好相等，則平 衡時N₂的物質(zhì)的量是

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：I．根據(jù)實驗?zāi)康尿炞C溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，則應(yīng)保證濃度相同，然后相同溫度時比較催化劑比表面積，相同催化劑比表面積時比較溫度，然后利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析圖象；
II．K=

c2(NO)

C(N2)．C(O2)

，溫度不變平衡常數(shù)不變，利用平衡常數(shù)計算氮氣的平衡物質(zhì)的量．

解答： 解：I．（1）①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同，則應(yīng)控制溫度相同，所有濃度應(yīng)控制相同來驗證催化劑比表面積對速率的影響；
Ⅱ、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應(yīng)控制相同來驗證反應(yīng)溫度對速率的影響；，
故答案為：280；5.80×10^-3；1.20×10^-3；124；
②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同，催化劑對平衡移動無影響，則平衡不移動，但Ⅱ的速率大，則Ⅱ先達到化學(xué)平衡，Ⅰ、Ⅱ達平衡時NO的濃度相同；而Ⅲ的溫度高，則反應(yīng)速率最大且平衡逆移，即達到化學(xué)平衡時c（NO）增大，故答案為：．
II．達到平衡后NO的物質(zhì)的量為2mol，則c（NO）=

2mol

2L

=1mol/L，c（N₂）=

(10-1)mol

2L

=4.5mol/L，c（O₂）=

(5-1)mol

2L

=2mol/L，K=

1×1

4.5×2

=

1

9

，
設(shè)平衡時氮氣的物質(zhì)的量x，設(shè)投入的氧氣的物質(zhì)的量為y，
     N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
開始  1mol  ymol        0 
反應(yīng)（1-x）mol （1-x）mol  2（1-x）mol             
平衡xmol   （y-1+x）mol  2（1-x）mol             
平衡濃度c（NO）=

1-x

2

mol/L，c（N₂）=

x

2

mol/L，c（O₂）=

y-1+x

2

mol/L，K=

1-x 2 × 1-x 2

x 2 × y-1+x 2

=

1

9

①，
（y-1+x）mol=2（1-x）mol ②，聯(lián)立①②得

x= 9 11 y= 6 11

，所以氮氣的平衡濃度為

9

11

mol，
故答案為：

1

9

，

9

11

．

點評：注重考查了學(xué)生對化學(xué)實驗的設(shè)計思路，充分體現(xiàn)了新課程變化，同時又注重了對高考熱點的考查，是較好的一道綜合題，注意平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系，為易錯點．