Question

【題目】汽車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源，汽車排氣系統中安裝三元催化器可同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質。

反應Ⅰ：4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) ΔH＝-1196 kJ/mol

反應Ⅱ：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)

（1）已知： ①N2(g) + O2(g)＝2NO(g) ΔH＝+180.5kJ/mol

② 2CO(g) + O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝-566.0kJ/mol

則反應Ⅱ的 ΔH＝_________，ΔS______0(填“>”、“<”或“＝”)

（2）進一步探究上述反應Ⅱ中 NO 的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到圖 1 所示的曲線。根據圖像，控制反應 II進行的合適條件：溫度為_________________，壓強為常壓(1.01MPa) ，選擇該壓強的原因是________________________。

（3）模擬反應Ⅰ：將一定量的 CO 與 NO2 充入裝有催化劑的注射器中進行反應。圖2是在拉伸或壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化(氣體顏色越深，透光率越小) 根據圖像，回答下列問題：

①a、 c、 e 三點 c(NO2)由小到大的順序是____________________；

②e 點速率：υ(正)_________υ(逆)(填“>”、“<”或“＝”，下同)；

③若注射器絕熱，平衡常數 K(b)_________ K(d)。

Answer 1

【答案】-746.5 kJ·mol－1 < 400K 該壓強下NO轉化率已夠高，再加壓轉化率變化不大且成本高 eac < >

【解析】

（1）有蓋斯定律可得②-①得到反應Ⅱ，ΔH＝-566.0-180.5=746.5 kJ/mol；ΔS<0；（2）通過圖像可知，溫度越高NO的轉化率越低，則選用400K；壓強越大轉化率越高，但對設備及成本越大，故選擇1MPa為宜；（3）①氣體顏色越深，透光率越小，由小到大的順序是eac；②觀察透光率有減小的趨勢，則e點向生成NO2的方向移動，及υ(正)<υ(逆)；③若注射器絕熱，反應Ⅰ為放熱反應，則溫度逐漸升高，升高溫度平衡逆向移動，K減小，則平衡常數 K(b)>K(d);

（1）有蓋斯定律可得②-①得到反應Ⅱ，ΔH＝-566.0-180.5=-746.5 kJ/mol；ΔS<0；答案為：-746.5 kJ/mol；ΔS<0；

（2）通過圖像可知，溫度越高NO的轉化率越低，則選用400K；壓強越大轉化率越高，但對設備及成本越大，故選擇1MPa為宜；答案為：<；400K；該壓強下NO轉化率已夠高，再加壓轉化率變化不大且成本高；

（3）①氣體顏色越深，透光率越小，由小到大的順序是eac；②觀察透光率有減小的趨勢，則e點向生成NO2的方向移動，及υ(正)<υ(逆)；③若注射器絕熱，反應Ⅰ為放熱反應，則溫度逐漸升高，升高溫度平衡逆向移動，K減小，則平衡常數 K(b)>K(d);答案為：eac；<；>；