目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应：。已知在一定温度下，容积为2L的密闭容器内加入一定量的NO和CO进行反应，平衡时c(CO)=2.7×10-3mol/L。用传感技术测得不同时间NO的物质的量如下表：时间/s012345n(NO)/(10-4mol)20.009.005.003.002.002.00

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1. 目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应： $\text{[math]}$ 。已知在一定温度下，容积为2L的密闭容器内加入一定量的NO和CO进行反应，平衡时c(CO)=2.7×10^-3mol/L。用传感技术测得不同时间NO的物质的量如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/(10^-4mol)	20.00	9.00	5.00	3.00	2.00	2.00

(1) 已知在该反应中转移2mol e^-时释放了a kJ的热量，若生成2mol CO₂则放出的热量为kJ(用含a的式子表示)。

(2) 前2s的平均反应速率 $\text{[math]}$ =。

(3) CO的初始浓度为mol/L。

(4) 下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是(填序号)。

①容器中CO的浓度不再改变

②容器中气体密度不再改变

③NO的消耗速率和N₂的生成速率相等

④N₂和CO₂的物质的量之比不再改变

⑤容器内气体的平均摩尔质量

(5) 以下操作会使该反应逆反应速率加快的是(填字母)。

A．向容器中通入氦气 B．升高温度 C．扩大容器的容积

D．向容器中通入O₂ E．使用催化剂

(6) 已知该反应的瞬时速率 $\text{[math]}$ ，其中k_正为速率常数，k_正=5.0×10⁸mol^-3·L³·s^-1 ，当NO的浓度变为原来的 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ mol/(L·s)，此时体系压强是初始压强的倍(用分数表示)。

【考点】

化学平衡常数; 化学反应速率的影响因素; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 已知：用NH₃催化还原NO_x时包含以下反应。

反应①：4NH₃(g) + 6NO(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g) + 6H₂O(l) ∆H₁ = -1807.0kJ•mol^-1

反应②：4NH₃(g) + 6NO₂(g) ⇌ 5N₂(g) + 3O₂(g) + 6H₂O(l) ∆H₂ = ?

反应③：2NO(g) + O₂(g) ⇌2NO₂(g) ∆H₃= -113.0kJ•mol^-1

（1）反应②的∆H₂ =。反应①②在热力学上趋势大，其原因是。

（2）为探究温度及不同催化剂对反应①的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N₂浓度变化情况如下图所示。

①反应①的平衡常数的表达式K=。在催化剂甲的作用下反应的平衡常数在催化剂乙的作用下反应的平衡常数（填写“大于”，“小于”或“等于”）。

②N点后N₂浓度减小的原因可能是、。

（3）某温度下，在1L容器中对于反应①初始投入4molNH₃和6molNO，当气体总物质的量为7.5mol时反应达到平衡，则NH₃的转化率% ，达平衡所用时间为5分钟，则用NO表示此反应平均反应速率为。

综合题普通

2. 化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

(1) 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间/min	1	2	3	4	5
氢气体积/mL（标准状况）	100	240	464	576	620

①各时间段反应速率最大的是（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）min，原因是；

②求3～4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为（设溶液体积不变）。

(2) 另一学生为控制反应速率，防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是（填字母）。 A. 蒸馏水 B. KCl溶液 C. $\text{[math]}$ 溶液 D. $\text{[math]}$ 溶液

(3) 已知硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成S单质和 $\text{[math]}$ ，反应化学方程式为：

$\text{[math]}$

某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：

实验序号	反应温度/℃	$\text{[math]}$ 溶液		稀 $\text{[math]}$		$\text{[math]}$
实验序号	反应温度/℃	V/mL	c（mol/L）	V/mL	c（mol/L）	V/mL
Ⅰ	20	10.0	0.10	10.0	0.50	0
Ⅱ	40	$\text{[math]}$	0.10	$\text{[math]}$	0.50	$\text{[math]}$
Ⅲ	20	$\text{[math]}$	0.10	4.0	0.50	$\text{[math]}$