Question

汽車尾氣（含烴類、CO、NO與SO₂等）是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，反應(yīng)原理：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），在298K、100kPa下，△H=-113kJ/mol，△S=-145J/（mol?K）．
（1）為了提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施為______．
A．加催化劑同時(shí)升高溫度B．加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)
C．升高溫度同時(shí)充入N₂D．降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)
（2）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)若增大壓強(qiáng)，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量______，若升高溫度，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)______（均填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）在如圖中畫出在某時(shí)刻條件改變后的圖象（其他條件不變），在______時(shí)間段CO的轉(zhuǎn)化率最大．
t₁：增大NO的濃度t₂：降低溫度
（4）通過計(jì)算判斷該條件下反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？（要求寫出計(jì)算過程）

Answer 1

（1）提高該反應(yīng)的速率，可以增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大濃度或使用催化劑等，同時(shí)使NO的轉(zhuǎn)化率增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A．加催化劑同時(shí)升高溫度，反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；
B．加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化增大，故B正確；
C．升高溫度同時(shí)充入N₂，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率減小，故C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率不一定增大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)槲镔|(zhì)的量減小的反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)若增大壓強(qiáng)，混合氣體總的質(zhì)量不變，總的物質(zhì)的量減小，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大；
正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，
故答案為：增大；減小；
（3）t₁：增大NO的濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，t₂：降低溫度，瞬間正、逆反應(yīng)速率都低于增大NO的濃度到達(dá)平衡時(shí)的速率，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率降低更大，圖象為：，在t₂以后達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率最大，

故答案為：；t₂以后達(dá)平衡；
（4）△G=△H-T?△S=-113kJ/mol+298K×145×10^-3kJ/（mol?K）=-69.79kJ/mol＜0，故反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，
答：能，△G=△H-T?△S=-113kJ/mol+298K×145×10^-3kJ/（mol?K）=-69.79kJ/mol＜0，故反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行．