Question

2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區。其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO2CO₂(g)+N₂(g)
①對于氣相反應，用某組分（B）的平衡壓強（PB）代替物質的量濃度（CB）也可以表示平衡常數（記作K_P），則該反應的KP=-                。
②該反應在低溫下能自發進行，該反應的ΔH            0。（選填“>”、“<”）
③在某一絕熱、恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發生上述反應，測得正反應的速率隨時間變化的曲線如圖所示（已知：t₂ --t_l=t₃－t₂）。

則下列說法不正確的是         。（填編號）
A．反應在c點未達到平衡狀態
B．反應速率a點小于b點
C．反應物濃度a點大于b點
D．NO的轉化率：t_l～t₂>t₂～t₃
（2）煤的綜合利用、使用清潔能源等有利于減少環境污染。合成氨工業原料氣的來源之一水煤氣法，在催化劑存在條件下有下列反應：
①
②
③
①△H₃和△H₁、△H₂的關系為△H₃=            。
②在恒溫條件下，將l mol CO和1 mol H₂O（g）充入某固定容積的反應容器，達到平衡時有50%的CO轉化為CO₂。在t_l時保持溫度不變，再充入1 mol H₂O（g），請在圖中畫出t_l時刻后H₂的體積分數變化趨勢曲線。

③甲醇汽油可’以減少汽車尾氣對環境的污染。
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生反應：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)到達平衡時，測得CO、H₂、CH₃OH分別為1 mol、1 mol、1 mol，容器的體積為3L，現往容器中繼續通人3 mol CO，此時v（正）         v（逆）（選填‘‘>”、“<’’或“=”），判斷的理由        。

Answer 1

（1）①   ②<  ③D
(2) ①ΔH₃=ΔH₁+ΔH₂。
②如圖
（起點，畫在0.15到0.2之間，終點，不高于原平衡線都正確）
③=。溫度不變K不變，加入3molCO后容器體積變為6L，經計算Qc=K=9,所以平衡不移動。

試題分析：(1) ①對于在一定體積的密閉容器內發生的有氣體參加的反應來說，氣體的物質的量的比等于壓強之比。所以當反應達到平衡后，平衡時生成物各組分的壓強冪指數的乘積與反應物各組分的壓強冪指數的乘積的比。。②放熱反應和體系混亂程度增大的反應是自發進行的反應。對于反應2NO(g)+2CO2CO₂(g)+N₂(g)是混亂程度減小的反應，要使反應在低溫下能自發進行，則該反應的ΔH<0. ③A.由于該反應的正反應為放熱反應。所以隨著反應的進行，體系的溫度不斷升高，正反應速率不斷加快。有更多的反應物變為生成物，所以逆反應速率也不斷加快。若反應達到平衡。由于該反應的正反應為放熱反應，所以升高溫度，平衡向逆反應方向移動。V正應該減小。但在c點未看到速率減小的趨勢，所以未達到平衡狀態。正確。B．由速率圖像可以看出：反應速率a點小于b點。正確。C．由圖像可以看出：在從開始到t₃以前，V正在不斷的增大，反應正向進行。反應未達到平衡狀態。因為反應是從正反應方向開始的，所以反應物濃度a點大于b點。正確。：D. 因為t₂ --t_l=t₃－t₂，速率不斷加快，單位時間內物質改變的濃度大，所以反應物的轉化率NO的轉化率：t₂～t₃ > t_l～t₂。錯誤。（2）① ①＋②整理可得ΔH₃=ΔH₁＋ΔH₂。②由于溫度不變，所以化學平衡常數就不會變化。在加入1 mol H₂O（g）的一瞬間，H₂的物質的量沒變，所以H₂的體積分數為0.5÷3=.由于增大反應物的濃度，化學平衡正向移動，會產生更多的H₂，因此H₂的體積分數不斷增大。假如c(CO)改變濃度為x,則再次達到平衡時c(CO)=0.5-x;c(H₂O)=1.5-x;c(CO₂)=" 0.5+x" ; c(H₂)=" 0.5+x." (0.5-x )×(1.5-x)=" (0.5+x" )×(0.5+x).解得此時H₂的體積分數為(1/6+0.5)÷3=2/9.圖像見答案。③恒溫條件下，在體積可變的密閉容器中發生反應：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)到達平衡時，測得CO、H₂、CH₃OH分別為1 mol、1 mol、1 mol，容器的體積為3L，現往容器中繼續通人3 mol CO，溫度不變K不變，加入3molCO后容器體積變為6L =K。所以所以平衡不移動。v（正）= v（逆）。