Question

【題目】選擇適當的催化劑在高溫下可將汽車尾氣中的 CO、NO轉化為無毒氣體。

（1）已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H1=a kJmol-1

②2NO(g)+2CO(g) N2(g)+ 2CO2(g) H2=b kJmol-1

則反應N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的H＝____________kJmol-1（用a、b表示）。

（2）在一定溫度下，向1L密閉容器中充入0.5 mol NO、2 mol CO，發生上述反應②，20S反應達平衡，此時CO的物質的量為1.6 mol。請回答下列問題：

①前20S內平均反應速率v(NO)為 ____________。

②在該溫度下反應的平衡常數K=________。

③關于上述反應，下列敘述不正確的是_______（填編號）。

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.縮小容器的體積，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和壓強不變，再向容器中充入0.4molCO和0.8mol N2，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。若其它條件不變，將0.5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器進行反應，請在答題卡圖中繪出c(CO)與反應時間t1變化曲線Ⅱ。______________

（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下圖

請回答：前0—10 s 階段,CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是__________________。

Answer 1

【答案】 a-b 0.02mol·L-1·S-1 1.25 AD 尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度)

【解析】試題分析：（1）根據蓋斯定律，反應N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的H＝H1—H2=（a-b）kJmol-1。

（2）①根據三段式進行計算，2NO(g)+2CO(g) N2(g)+ 2CO2(g)

初始濃度（molL1） 0．5 2 0 0

轉化濃度（molL1） 0．4 0．4 0．2 0．4

平衡濃度（molL1） 0．1 1．6 0．2 0．4

則前20S內平均反應速率v(NO)=0．4mol/L÷20S=0．02mol·L-1·S-1。

②該溫度下反應的平衡常數K=0．2×0．42÷（0．12×1．62）=1．25。

③A、達到平衡時，移走部分CO2，生成物濃度減小，平衡將向右移動，反應物濃度逐漸減小，正反應速率減小，故A錯誤；B、縮小容器的體積，氣體的壓強增大，平衡將向右移動，故B正確；C、因為催化劑能同等倍數的增大正反應速率和逆反應速率，所以應選用乙催化劑，故C正確；D、若保持平衡時的溫度和壓強不變，再向容器中充入0．4molCO和0．8mol N2，則濃度商Q=1×0．42÷（0．12×1．62）="4" >K，所以反應向左進行，即v正 < v逆，故D錯誤。

④將0．5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器進行反應，則起始時CO的濃度為1molL1，因為起始濃度變為原反應的1/2，所以反應速率減小，則達到化學平衡的時間變長，因為容積為2L，為原反應的2倍，所以壓強減小，平衡向左移動，則c(CO) > 0．8，可畫出圖像。

（3）催化劑的催化作用需要在一定溫度下才能充分體現出來，所以前0—10 s 階段,CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是：尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度)。