Question

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。

据此判断:

(1)该反应的ΔH____(填“>”或“<”)0。 

(2)在T₂温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N₂)=____。 

(3)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂,在上图中画出c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。___________________

(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是____(填代号)。

 

Answer

< 0.025 mol·L-1·s-1 bd

【解析】考查化学反应速率的计算、勒夏特列原理，（1）先拐先平衡说明反应速率快，即T1>T2，根据图像温度低，CO2浓度大，说明正反应是放热反应，即△H<0；（2）根据化学反应速率的数学表达式，v(CO2)=0.1/2mol/(L·s)=0.05mol/(L·s)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(N2)=v(CO2)/2=0.025mol/(L·s)；（3）表面积越大，化学反应速率越快，但对化学平衡移动无影响，因此图像是；（4）a、随着反应的进行，v(正)减小，故a错误；b、平衡常数不变，说明温度不变，反应达到平衡，故b正确；c、根据图像，t1时，没有达到平衡，故c错误；d、当质量分数不变，说明反应达到平衡，故d正确。