Question

【題目】冬季是霧霾天氣高發(fā)的季節(jié)，其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的原因之一。

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

①在一定條件下，在一個(gè)容積固定為2L的密閉容器中充入0.8molNO和1.20molCO，開始反應(yīng)至3min時(shí)測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為20%，則用N2表示的平均反應(yīng)速率為V(N2)=__________。

②對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（PB）代替物質(zhì)的量濃度（CB）也可以表示平衡常數(shù)（記作Kp），則該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式Kp=______________。

③該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△H_______0，（選填“>”、“=”或“<”）

④在某一絕熱，恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得正反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示（已知t2—t1=t3—t2）。則下列說法不正確的是__________。（填編號(hào)）

A．反應(yīng)在c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài) B．反應(yīng)速率a點(diǎn)小于b點(diǎn)

C．反應(yīng)物濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn) D．NO的轉(zhuǎn)化率t1—t2=t2—t3

（2）使用甲醇汽油可能減少汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染，某化工廠用水煤氣為原料合成甲醇，恒溫條件下，在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得CO、H2、CH3OH分別為1mol、1mol、1mol，容器的體積為3L，現(xiàn)往容器中繼續(xù)通人3molCO，此時(shí)v（正）____v（逆）（選填‘‘＞”、“＜’’或“=”），判斷的理由____________。

（3）二甲醚也是清潔能源，用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為：

2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比的變化曲線如圖：

①a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)?/span>___________。

②某溫度下，將2.0mol CO（g）和4.0mol H2（g）充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，改變壓強(qiáng)和溫度，平衡體系中CH3OCH3（g）的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如上圖所示，關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是___________；

A．P3＞P2，T3＞T2 B．P1＞P3，T1＞T3

C．P2＞P4，T4＞T2 D．P1＞P4，T2＞T3

③在恒容密閉容器里按體積比為1：2充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)．當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是___________：

A．正反應(yīng)速率先增大后減小

B．逆反應(yīng)速率先增大后減小

C．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大

D．反應(yīng)物的體積百分含量增大

E．混合氣體的密度減小

F．氫氣的轉(zhuǎn)化率減小

Answer 1

【答案】0. 02mol·(L·min)-1＜D＝QC=k，平衡不移動(dòng)a＞b＞cB DB

【解析】（1）①消耗CO物質(zhì)的量為1.2mol×20%=0.24mol，v（CO）==0.04mol/（L·min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（N2）=v（CO）=0.03mol/（L·min）；
②由題目信息可知，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（PB）表示平衡常數(shù)為：生成物分壓的系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物分壓系數(shù)次冪乘積的比，2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（PB）表示平衡常數(shù)KP=；
③正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，為熵減反應(yīng)，△S＜0，而△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△H＜0；
④從t4時(shí)刻正反應(yīng)速率不變，處于平衡狀態(tài)，t4時(shí)刻前未到達(dá)平衡，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，由③中可知為反應(yīng)熱反應(yīng)，絕熱條件下，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，溫度起主導(dǎo)作用，反應(yīng)速率加快，而后濃度為主導(dǎo)因素，反應(yīng)速率減低至平衡狀態(tài)；A．反應(yīng)在c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B．由圖可知，反應(yīng)速率a點(diǎn)小于b點(diǎn)，故B正確；C．反應(yīng)物濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)，故C正確；D．NO的轉(zhuǎn)化率：t1～t2＜t2～t3，故D錯(cuò)誤，故選D；
（2）溫度不變，平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)K==9，通入3mol CO瞬間體積變?yōu)?L×=6L，濃度商Qc==9=K，平衡不移動(dòng)，故v（正）=v（逆）；

（3）①增大H2的濃度，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故有a＞b＞c；
②通過圖2可知，溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率降低，說明升溫平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，則溫度越高二甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小，故溫度：T1＞T2＞T3＞T4；正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，二甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故壓強(qiáng)P1＞P2＞P3＞P4，故選BD；
③A．增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率先增大后減小，不一定逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．逆反應(yīng)速率先增大后減小，說明平衡逆向移動(dòng)，故B正確；C．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大，說明平衡正向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．如加入反應(yīng)物，反應(yīng)物的體積百分含量增大，但平衡正向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；E．移走生成物的量，平衡正向移動(dòng)，混合氣體總質(zhì)量減小，容器容積不變，混合氣體密度減小，故E錯(cuò)誤；F．增大氫氣的物質(zhì)的量，平衡正向移動(dòng)，但氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故F錯(cuò)誤，故選B。