Question

【題目】凈化汽車尾氣對于保護環(huán)境意義重大。其中的一個反應(yīng)原理為：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)+Q(Q＞0)。

回答下列問題：

(1)一定溫度下，將等物質(zhì)的量的NO和CO通入固定容積為4L的密閉容器中，反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，則0～20min平均反應(yīng)速率v(NO)為_____________。

(2)如圖所示，若Y表示平衡常數(shù)，只改變某一反應(yīng)條件X，反應(yīng)由平衡I達到新平衡Ⅱ，則條件X為_______________，NO的轉(zhuǎn)化率為平衡I_________平衡Ⅱ(填：“大于”、“小于”或“不變”)

(3)．能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是_______________(選填編號)

a．v生成(CO2)=v消耗(CO) b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

c．平衡常數(shù)保持不變 d．NO、CO、N2、CO2的濃度均不再變化

(4)．在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)。請在上圖中，補充畫出從t2到t4時刻正反應(yīng)速率隨時間的變化曲線________ 。

(5)．三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽車尾氣中的NO2，其反應(yīng)分兩步進行。第一步是：C3N3(OH)33HCNO；第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體。請寫出第二步發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________________，每消除1mol NO2轉(zhuǎn)移電子_________個。

Answer 1

【答案】0.01mol/(L·min) 升高溫度 大于 b、d 8HCNO+6 NO27N2↑+8CO2↑+4H2O 4NA或2.408×1024

【解析】

（1）結(jié)合平衡三段式列式計算，根據(jù)v=△c/△t計算v（NO）；

（2）依據(jù)圖象變化趨勢和反應(yīng)特征：氣體體積減小的放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動原理分析；

（3）化學(xué)反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，進行判斷；

（4）增大容器體積，減小了壓強，正逆反應(yīng)速率均減小，平衡向著氣體體積增大的方向移動，據(jù)此畫出從t2到t4時刻正反應(yīng)速率隨時間的變化曲線；

（5）第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體，HNCO中N元素由-3升高到0，NO2中N元素由+4降低到0，為氮氣和二氧化碳。

（1）一定溫度下，將2.4mol CO通入固定容積為4L的密閉容器中，依據(jù)圖象分析可知，平衡狀態(tài)一氧化碳物質(zhì)的量為1.6mol；列出化學(xué)平衡三段式：

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

起始量（mol） 2.4 0 0

變化量（mol） 0.8 0.8 0.4 0.8

平衡量（mol） 1.6 0.4 0.4

0～20min平均反應(yīng)速率v（NO）=0.8mol/(4L×20min)=0.01mol/(L·min) ；

（2）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）+Q（Q＞0），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；圖象中X隨Y增大而增大；則條件X為溫度升高，平衡逆向進行，平衡常數(shù)變小，NO的轉(zhuǎn)化率為平衡I大于平衡Ⅱ；

（3）a．v生成（CO2）=v消耗（CO） 從反應(yīng)開始到平衡，都符合這等量關(guān)系，故a錯誤；

b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，達平衡狀態(tài)，故b正確；

c．平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)保持不變與平衡態(tài)無關(guān)，故c 錯誤；

d．NO、CO、N2、CO2的濃度均不再變化，說明各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，達平衡狀態(tài)，故d正確；

故選bd；

（4）在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，減小了壓強，則正逆反應(yīng)速率均是減小的，平衡向逆反應(yīng)方向移動，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)，所以圖象應(yīng)該是；

（5）第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體，N元素化合價分別由-3價升高到0價，由+4價降低到0價，兩種氣體為為氮氣和二氧化碳，反應(yīng)為：8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O，HNCO中N元素由-3升高到0，NO2中N元素由+4降低到0，6molNO2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為24mol，則1molNO2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為4mol，即4NA或2.408×1024。