Question

17．2014年10月，北京、哈尔滨等多个北方城市出现严重雾霾天气，多所学校被迫停课，造成雾霾的“罪魁”之一是汽车尾气．当今汽车尾气处理主要经三元催化器处理，其主要污染物（CO、NO_x，碳氢化合物）可自发的相互反应变成无害气体，减少环境污染，其反应原理之一：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO（g）△H，回答下列问题：
（1）现已知下列反应：
①N2（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180.8kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-221.2kJ/mol
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-393.6kJ/mol
则△H与△H₁、△H₂、△H₃之间的关系是：△H=2△H₃-△H₂-△H₁，反应2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）属于放热反应．（填“吸热”或“放热”）
（2）为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某研究性学习小组在技术人员的指导下，收集一定量的汽车尾气，并将其转入催化反应器，在某温度下，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度部分数据记录如下：

时间/s	0	2	3	4
C（NO0（×10-4mol•L-1）	20.0	3.00	2.00	2.00
C（CO）（×10-3mol•L-1）			2.70

前2s内的平均反应速率v（CO）=8.5×10^-4mol/（L．s）；
（3）该小组还研究了向绝热、恒容的密闭容器中通入CO、NO使其在一定条件下发生反应，测得正反应的速率如下图所示，t₁=△t₂，则：
①NO的转化率在a～b段和b～c段的转化率关系为：α_a-b＜α_b-c（填“＞”、“＜”或“=”）．
②a、b、c、d四个点，哪个点表示化学反应达到平衡状态d；
③解释c点前后速率变化的原因这是一个放热反应，一开始反应放出热量使体系的温度升高，此时温度是影响反应速率的主要因素，随温度的升高，反应速率加快，所以一开始时反应速率在增大；c点后随反应的进行反应物的浓度减少，反应物浓度的变化是影响化学反应速率的主要因素，所以c点后反应速率减少．．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO）；
（3）化学平衡图象题，根据图象开始阶段反应速率逐渐增大，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，所以该反应是放热反应，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，c点反应速率还再变化，而不是固定不变，只有不再随时间的变化而变化，才是平衡状态，△t₁=△t₂时，NO的转化量，看a～b段和b～c段斜率大小．

解答 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
所以△H=2△H₃-△H₂-△H₁，即③×2-①-②得到热化学方程式：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5 kJ•mol^-1，故答案为：2△H₃-△H₂-△H₁；放热；
（2）v（NO）=（2.00×10^-3mol/L-3×10^-4mol/L）÷2s=8.5×10^-4mol/（L．s），故答案为：8.5×10^-4mol/（L．s）；
（3）①根据曲线的斜率可知b～c段反应速率快，反应物的转化率大，所以α_a-b＜α_b-c，故答案为：＜；
②根据图象可知d点反应速率还再变化，因此d点是平衡状态，故答案为：d；
③该反应是放热反应，一开始反应放出热量使体系的温度升高，随温度的升高，反应速率加快，c点后随反应的进行反应物的浓度减少，反应物浓度的变化是影响化学反应速率的主要因素，所以c点后反应速率减少，故答案为：这是一个放热反应，一开始反应放出热量使体系的温度升高，此时温度是影响反应速率的主要因素，随温度的升高，反应速率加快，所以一开始时反应速率在增大；c点后随反应的进行反应物的浓度减少，反应物浓度的变化是影响化学反应速率的主要因素，所以c点后反应速率减少．

点评 本题考查热化学方程式中盖斯定律的运用、化学反应速率计算、化学平衡影响因素等，难度中等，注意基础知识的积累掌握．