Question

(16分)选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。

（1）已知：①2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)            ∆H₁=a kJ∙mol^-1

②2NO(g)+2CO(g) ⇋ N₂(g)+ 2CO₂(g)      ∆H₂=b kJ∙mol^-1

则反应N₂(g)+ O₂(g)= 2NO(g)的∆H＝            kJ∙mol^-1（用a、b表示）。

（2）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0．5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应②，20S反应达平衡，此时CO的物质的量为1．6 mol。请回答下列问题：

①前20S内平均反应速率v(NO)为             。

②在该温度下反应的平衡常数K=        。

③关于上述反应，下列叙述不正确的是       （填编号）。

A．达到平衡时，移走部分CO₂，平衡将向右移动，正反应速率加快

B．缩小容器的体积，平衡将向右移动

C．在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快10⁵倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快10⁸倍，则应该选用乙催化剂

D．若保持平衡时的温度和压强不变，再向容器中充入0．4molCO和0．8mol N₂，则此时v_正＞v_逆

④已知上述实验中，c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ。若其它条件不变，将0．5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器进行反应，请在答题卡图中绘出c(CO)与反应时间t₁变化曲线Ⅱ。

（3）测试某汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线如下图

请回答：前0—10 s 阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是                  。

Answer

（16分）

（1）a-b （2分）

（2）①0．02mol·L-1·S-1 ②1．25 ③AD（各3分，共9分）

④

(起点，1分；终点的时间比t长，1分；c(CO) 比0．8略高些，1分,共3分)

（3）尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度) （2分）

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，反应N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的∆H＝∆H1—∆H2=（a-b）kJ∙mol-1。

（2）①根据三段式进行计算，2NO(g)+2CO(g) ⇋ N2(g)+ 2CO2(g)

初始浓度（mol•L‾1） 0．5 2 0 0

转化浓度（mol•L‾1） 0．4 0．4 0．2 0．4

平衡浓度（mol•L‾1） 0．1 1．6 0．2 0．4

则前20S内平均反应速率v(NO)=0．4mol/L÷20S=0．02mol·L-1·S-1。

②该温度下反应的平衡常数K=0．2×0．42÷（0．12×1．62）=1．25。

③A、达到平衡时，移走部分CO2，生成物浓度减小，平衡将向右移动，反应物浓度逐渐减小，正反应速率减小，故A错误；B、缩小容器的体积，气体的压强增大，平衡将向右移动，故B正确；C、因为催化剂能同等倍数的增大正反应速率和逆反应速率，所以应选用乙催化剂，故C正确；D、若保持平衡时的温度和压强不变，再向容器中充入0．4molCO和0．8mol N2，则浓度商Q=1×0．42÷（0．12×1．62）=4 >K，所以反应向左进行，即v正 < v逆，故D错误。

④将0．5 mol NO、2 mol CO投入2 L容器进行反应，则起始时CO的浓度为1mol•L‾1，因为起始浓度变为原反应的1/2，所以反应速率减小，则达到化学平衡的时间变长，因为容积为2L，为原反应的2倍，所以压强减小，平衡向左移动，则c(CO) > 0．8，可画出图像。

（3）催化剂的催化作用需要在一定温度下才能充分体现出来，所以前0—10 s 阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是：尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)。

考点：本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡移动及计算、图像的分析及绘制。