Question

【題目】（1）科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2 △H ＜0。為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：

請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響)：

①前2s內的平均反應速率v (N2) = ___________。

②假設在密閉容器中發生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是______。

A．選用更有效的催化劑 B．升高反應體系的溫度

C．降低反應體系的溫度 D．縮小容器的體積

（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH=-196.6 kJ·mol-1

2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=-113.0 kJ·mol-1

則反應NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=_____kJ·mol-1。

一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是________。

a．體系壓強保持不變 b．混合氣體顏色保持不變

c．SO3和NO的體積比保持不變 d．每消耗1 mol SO3的同時生成1 molNO2

測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1:6，則平衡常數K＝_________。

（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如下圖所示。該反應ΔH_______0（填“>”或“ <”）。

Answer 1

【答案】 1.88×10－4 mol/(L·s) C、D －41.8 b 8/3 <

【解析】（1）本題考查化學反應速率的計算、勒夏特列原理，①前2s消耗NO的濃度為(10×10－4－2.5×10－4)mol·L－1=7.5×10－4mol·L－1，生成N2的濃度為7.5×10－4/2mol·L－1=3.75×10－4mol·L－1，根據化學反應速率數學表達式，v(N2)=3.75×10－4/2mol/(L·s)≈1.88×10－4 mol/(L·s)；②A、催化劑只加快反應速率，對化學平衡的移動無影響，故A錯誤；B、此反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，NO的轉化率降低，故B錯誤；C、此反應的正反應是放熱反應，降低體系溫度，平衡向正反應方向進行，NO的轉化率提高，故C正確；D、縮小容器的體積，相當增大壓強，平衡向正反應方向移動，NO的轉化率增大，故D正確；（2）考查蓋斯定律的應用和化學平衡狀態的判斷，①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），②2NO（g）+O2（g）2NO2（g），根據目標反應方程式，(①－②)/2，得出△H=(－196.6＋113.0)/2kJ·mol－1=－41.8kJ·mol－1；a、根據反應方程式，推出反應前后氣體系數之和相等，因此壓強不變，不能說明反應達到平衡，故a錯誤；b、NO2為紅棕色氣體，其余均為無色氣體，因此當氣體顏色不再改變，說明反應達到平衡，故b正確；c、根據反應方程式，生成SO3和NO的物質的量相等，即任何時刻，SO3和NO物質的量都相等，因此SO3和NO的體積比保持不變，不能說明反應達到平衡，故c錯誤；d、生成NO2和消耗SO3，反應都是向逆反應方向進行，不能說明反應達到平衡，故d錯誤；令NO2的物質的量為1mol，SO2的物質的量為2mol，

NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

起始： 1 2 0 0

變化： x x x x

平衡： 1－x 2－x x x，根據信息，測的上述反應平衡時NO2和SO2的體積比為1：6，相同條件下，體積比等于物質的量之比，即(1－x)：(2－x) =1：6，解得x=4/5，平衡常數K= ，代入數值，解得K=8/3；（3）考查勒夏特列原理，等壓下，溫度越高，CO的轉化率降低，根據勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，即△H<0。