汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气是保护环境的首要任务．（1）汽车内燃机工作时发生反应：N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一．t℃时，向

Question

汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气是保护环境的首要任务．
（1）汽车内燃机工作时发生反应：N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一． t℃时，向 2L密闭容器中充入3mol N₂和4mol O₂，在10min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量浓度是2mol．L^-1．
①10min内该反应的平均速率υ（NO）=______；在t℃时，该反应的平衡常数K=______．
②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______（填序号）．
a．混合气体的密度　　　　　        
b．混合气体NO的质量分数
c．混合气体平均摩尔质量　　　 　　 
d．N₂的转化率
（2）H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的．
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
则H₂（g）与NO（g）反应生成N₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式是______．
（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．如图表示在其他条件不变时，反应：2NO（g）+2CO（g）⇌2CO₂（g）+N₂（g）中NO的浓度[c（NO）]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．
①该反应的△H______0（填“＞”或“＜”）．
②该反应在______（填：高温下、低温下、任何温度下）自发．
③若催化剂的表面积S₁＞S₂，在右图中画出c（NO）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线．

Answer 1

（1）①由题中所给数据可知：
                 N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
起始浓度（mol•L^-1）1.5     2       0
转化浓度（mol•L^-1）1       1       2
平衡浓度（mol•L^-1）0.5     1       2
则υ（NO）=(2.0mol/L)/(10min)=0.2mol/（L•min），K=(c2(NO))/(c(N2)c(O2))=(22)/(0.5×1)=8，
故答案为：0.2mol/（L•min）；8；
②a．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，故a不符合；
b．随反应进行，反应物浓度升高，则混合气体NO的质量分数增大，故b符合；
c．混合气体的总质量不变，反应前后的物质的量也不变，混合气体平均摩尔质量不变，故c不符合；
d．随反应进行，随反应进行，反应物N₂的转化率不断升高，故d符合；
故答案为：bd；
（2）①已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6 kJ•mol^-1
依据盖斯定律可知②-①得：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H，
△H=（-571.6kJ/mol）-180.5kJ/mol═-752.1kJ/mol，
故答案为：2H₂（g）+2NO（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-752.1kJ/mol；
（3）①、温度T₂到达平衡的时间短，反应速率快，故温度T₂＞T₁，温度越高，平衡时NO的浓度越高，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；
②根据2NO（g）+2CO（g）⇌2CO₂（g）+N₂（g），则△S＜0，又据①△H＜0，结合△G=△H-T△S＜0自发，所以在高温下才能自发，故答案为：高温下；
③、催化剂的表面积S₁＞S₂，则催化剂S₁到达平衡的时间比催化剂S₂短，催化剂不影响平衡移动，平衡时NO的浓度相同，故c（NO） 在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线为：，故答案为：．