Question

【題目】為了減輕大氣污染，可在汽車尾氣排放處加裝“催化凈化器”裝置。

（1）通過“催化凈化器”的CO、NO在催化劑和高溫作用下可發生可逆反應，轉化為參與大氣循環的無毒混合氣體，寫出該反應的化學方程式：__。

（2）在一定溫度下，向1L密閉恒容容器中充入1molNO、2molCO，發生上述反應，10s時反應達到平衡，此時CO的物質的量為1.2mol。請回答下列問題：

①前10s內平均反應速率v(CO)=___。

②在該溫度下反應的平衡常數K=___。

③關于上述反應，下列敘述正確的是___(填字母)。

A.達到平衡時，移走部分CO2，平衡將向右移動，正反應速率加快

B.擴大容器的體積，平衡將向右移動

C.在相同的條件下，若使用甲催化劑能使正反應速率加快105倍，使用乙催化劑能使逆反應速率加快108倍，則應該選用乙催化劑

D.若保持平衡時的溫度不變，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，則此時v正>v逆

④已知上述實驗中，c(CO)與反應時間t變化曲線Ⅰ如圖：

若其他條件不變，將1molNO、2molCO投入2L容器進行反應，請在圖中繪出c(CO)與反應時間t1變化曲線Ⅱ___(不要求標出CO的終點坐標)。

（3）測試某汽車冷啟動時的尾氣催化處理，CO、NO百分含量隨時間變化曲線如圖：

請回答：

前0～10s階段，CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是___。

Answer 1

【答案】2NO＋2CON2＋2CO2 0.08mol·L-1·s-1 (或4.44) CD 尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度)

【解析】

(1)CO、NO在催化劑和高溫作用下發生可逆反應，轉化為參與大氣循環的無毒混合氣體，結合原子守恒推知，無毒混合氣體為CO2和N2，結合原子守恒和得失電子守恒寫出化學方程式。

(2)①反應速率=；

②結合平衡三段式列式計算平衡濃度，平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；

③依據化學平衡移動原理分析選項，改變條件，平衡向減弱這種改變的方向進行；
④反應前后氣體體積減小，若其它條件不變，將1molNO、2molCO投入2L容器進行反應，相當于原來的平衡狀態減小壓強，平衡濃度減小，反應速率減小，平衡向氣體體積增大的分析進行；

(3)汽車冷啟動時的尾氣催化處理CO、NO百分含量隨時間變化曲線變化分析，開始的氣體含量變化不大，說明溫度低，催化劑的作用未起作用。

(1)由NO、CO相互反應轉換成無毒的氣體，即生成氮氣和二氧化碳，該反應的化學反應方程式為2NO＋2CON2＋2CO2；

(2)在一定溫度下，向1L密閉容器中充入1molNO、2molCO，發生上述反應②，10S反應達平衡，此時CO的物質的量為1.2mol，依據化學平衡三段式列式計算：

①前10s內平均反應速率v(CO)==0.08molL-1S-1；

②體積為1L，該溫度下平衡常數K===；

③A．達到平衡時，移走部分CO2，平衡將向右移動，正反應速率減小，故A錯誤；

B．反應是氣體體積減小的反應，縮小容器的體積，壓強增大，平衡將向右移動，故B正確；

C．催化劑對正逆反應速率影響程度相同，在相同的條件下，若使用甲催化劑能使正反應速率加快105倍，使用乙催化劑能使逆反應速率加快108倍，則應該選用乙催化劑，故C正確；

D．若保持平衡時的溫度不變，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，濃度商Qc===3.2＜K=，平衡正向進行，則此時v正＞v逆 ，故D正確；

故答案為CD；

④其他條件不變，將1 mol NO和2 mol CO投入2 L容器中進行反應，可分兩步先將1 mol NO和2 mol CO投入1 L容器中進行反應，再將容器的容積由1 L變為2 L，第一步與原平衡狀態相同，第二步平衡向左移動，達平衡時c(CO)稍大于0.6 mol·L－1；由于各氣體的濃度減小，反應速率減慢，達到平衡所用時間比原來增長，畫出的圖象為：；

(3)汽車冷啟動時的尾氣催化處理CO、NO百分含量隨時間變化曲線變化分析，開始的氣體含量變化不大，說明溫度低，催化劑的作用未起作用；證明反應未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度)。