Question

【題目】汽車尾氣是城市的主要空氣污染物，研究控制汽車尾氣成為保護環境的首要任務．在汽車上安裝三效催化轉化器，可使汽車尾氣中的主要污染物進行相互反應，生成無毒物質；或者使用新型燃料電池作汽車動力，減少汽車尾氣污染．
（1）H2或CO可以催化還原NO以達到消除污染的目的．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1
則H2（g）與NO（g）反應生成N2（g）和H2O（l）的熱化學方程式是 ．
（2）當質量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率．圖表示在其他條件不變時，反應：2CO（g）+2NO（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該反應的△H0 （填“＞”或“＜”）．
②若催化劑的表面積S1＞S2 ， 在右圖中畫出c （NO） 在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線 ．

（3）在某溫度時，按下列流程探究某種催化劑作用下的反應速率，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：

時間/s	0	1	2	3	4
c （NO）（×10﹣3 molL﹣1）	1.00	0.50	0.20	0.10	0.10
c （CO）（×10﹣3 molL﹣1）	3.00	2.50	2.20	2.10	2.10

不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響，按要求完成以下計算（寫出計算過程，只寫出計算結果的不給分）：①計算前2s內的△c （CO2）；
②計算前2s內的平均反應速率v （N2）；
③計算達到平衡時NO的轉化率．

Answer 1

【答案】
（1）2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣752.1 kJ?mol﹣1
（2）＜；
（3）

解：

	2CO（g）	+	2NO（g）		2CO2（g）	+	N2（g）
起始濃度（×10﹣3 molL﹣1）	3.00		1.00		0.80		0.40
2s末濃度（×10﹣3 molL﹣1）	2.20		0.20		0.80		0.40
2s變化濃度（×10﹣3 molL﹣1）	0.80		0.80		0.80		0.40
平衡濃度（×10﹣3 molL﹣1）	2.10		0.10		0.90		0.45

①△c （CO2）=0.80 molL﹣1，答：前2s內的△c （CO2）為0.80 molL﹣1 ；

②v （N2）= =0.20 molL﹣1s﹣1，

答：0.20 molL﹣1s﹣1 ；

③依據上述三行計算得到平衡時NO的轉化率為 ×100%=90%，

答：達到平衡時NO的轉化率為90%．

【解析】解：（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1根據蓋斯定律，②﹣①可得：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣752.1 kJmol﹣1 ， 所以答案是：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣752.1 kJmol﹣1；（2）①溫度T2到達平衡的時間短，反應速率快，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移動，故正反應為放熱反應，即△H＜0，所以答案是：＜；②催化劑的表面積S1＞S2 ， 則催化劑S1到達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條件下達到平衡過程中的變化曲線為 ，所以答案是： ；
【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．