Question

（10分）汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g）+2CO（g）2CO₂（g）+N₂（g） ΔH = a kJ·mol^-1

为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t₁℃下，在一定容的密闭容器中，某科研机构用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如下表（CO₂和N₂的起始浓度均为0）。

时间 （s）	0	1	2	3	4	5
c（NO）/10^-4mol/L	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO）/10^-3mol/L	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

回答下列问题：

（1）在上述条件下该反应能自发进行，则正反应必然是_______反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）前3s内的平均反应速率υ（N₂）=______________，t₁℃时该反应的平衡常数K=____________。

（3）t₁℃时向一恒压容器中冲入1molNO和1mol CO，达到平衡时测得NO的物质的量为0.2mol，则此时容器的体积V= ________ L。

（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时改变下列条件，能提高NO转化率的是_____。

A．选用更有效的催化剂                B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度                D．缩小容器的体积

Answer

（10分）（1）放热 （2分）

（2）1.42×10-4 mol•L-1•S-1 （2分）5000（mol ·L-1）-1 （2分）

（3）31.25L （2分） （4）C D （2分）

【解析】

试题分析：（1）由反应能够自发进行，则△G＝△H—T·△S＜0。根据方程式可知熵值△S＜0，所以该反应的△H＜0，即该反应一定是放热反应才有可能自发进行。

（2）根据表中数据可知前3s内的平均反应速率v（N2）＝0.5v（N0）＝＝1.42×10-4 mol•L-1•S-1。由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡，则根据方程式可知

2NO（g） + 2CO（g）2CO2（g） + N2（g）

起始浓度（mol/L）1.00×10-3 3.60×10-3 0 0

转化浓度（mol/L）9×10-4 9×10-4 9×10-4 4.50×10-4

破坏浓度（mol/L）1.00×10-4 2.70×10-3 9×10-4 4.50×10-4

则 K＝＝5000。

（3）t1℃时向一恒压容器中冲入1molNO和1mol CO，达到平衡时测得NO的物质的量为0.2mol，则根据方程式可知消耗CO是0.8mol，生成CO2是0.8mol，氮气是0.4mol，剩余NO和CO分别均是0.2mol。则，解得V＝31.25L。

（3）A、选用更有效的催化剂，不能使平衡发生移动，A错误；B、升高反应体系的温度，因反应放热，则平衡逆向移动，转化率减小，故B错误；C、降低反应体系的温度，平衡正向移动，转化率增大，C正确；D、缩小容器的体积，平衡正向移动，转化率增大，D正确，答案选CD。

考点：考查反应正方形、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态计算