Question

【題目】今年入冬以來，簡陽的霧霾較為嚴重，NO是引起原因之一。綜合治理空氣污染是環境化學當前主要研究的內容。

(1)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑條件下可轉化為N2(g)和CO2(g)得到凈化。

①已知 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)反應能自發進行，則該為___________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

②上述反應在絕熱、恒容密閉容器中進行，并在 t1時可達到平衡(圖中 ω、M、v 正分別表示質量分數、混合氣體平均相對分子質量和正反應速率)，則下列示意圖中符合題意的是___________(填選項序號)。

(2)在25℃、101kPa下，將2 mol NO、2.4 mol CO通入固定容積為2 L的密閉容器中，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示。

①NO的轉化率為 ，0～15min 內，v(NO) = 。

②20min 時若改變反應條件，導致CO濃度下降，則改變的條件可能是 (填選項序號)。

a.升高溫度 b.增加CO的量 c.降低溫度 d.擴大容器體積

Answer 1

【答案】（1）①放熱（1分）②A（1分）

（2）①40%（2分）0.08/3或0.027mol/L．min（2分）②cd（2分）

【解析】

試題分析：（1）①由于反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 是體系混亂程度減小的反應，根據體系的自由能公式△G=△H-T△S<0，若反應能自發進行，則該反應為放熱反應；

②A.該反應達到平衡時，各物質的物質的量不變，物質的量濃度不變，則物質的質量分數也不變，A正確；B.由于反應是氣體體積減小的反應，若反應未達到平衡，正向進行，則氣體的物質的量減小，氣體平均相對分子質量增大；若反應達到平衡，則氣體的物質的量不變，體系的平均相對分子質量不變，B錯誤；C.反應是放熱反應，隨著反應的進行，體系的溫度升高，反應速率加快，若反應達到平衡，則體系的溫度不變，反應速率也不變，t1時速率最大，此后速率又逐漸減小，因此不能說，t1時反應處于平衡狀態，C錯誤；答案選A；

（3）①根據圖像可知N2反應產生了0.2mol/L，則反應消耗NO的濃度是0.4mol/L，開始時NO的濃度是2mol÷2L＝1mol/L，所以NO的轉化率為(0.4mol/L÷1mol/L)×100％＝40%；0～15min 內，v(NO) ＝0.4mol/L÷15min＝0.027molL－1min－1；②a.升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，使CO的濃度增大，與題意不符合，a錯誤；b.增加CO的量，會使CO的濃度增大，與題意不符合，b錯誤； c．降低溫度，化學平衡向放熱的正反應方向移動，會使CO的濃度降低，c正確；d．擴大容氣體積，平衡向氣體體積擴大的方向移動，但是平衡移動的趨勢是微弱的，總的來說體系中CO的濃度降低，d正確。答案選cd。