Question

【題目】已知汽車尾氣中的主要污染物為NOx、CO、超細顆粒（PM2.5）等有害物質。目前，已研究出了多種消除汽車尾氣污染的方法。

（1）工業上可采用CO和H2合成甲醇，發生反應為（I）CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H<0 在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應達到平衡狀態。當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是_______。

A．正反應速率先增大后減小 B．逆反應速率先增大后減小

C．化學平衡常數K值增大 D．反應物的體積百分含量增大

E．混合氣體的密度減小 F．氫氣的轉化率減小

（2）在汽車上安裝三元催化轉化器可實現反應：（Ⅱ）2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H<0 。則該反應在________________（填高溫、低溫或任何溫度）下能自發進行。

（3）將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應（Ⅱ），經過相同時間內測量逸出氣體中NO的含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉化率），結果如圖所示。以下說法正確的是_________

A.第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高

B.相同條件下，改變壓強對脫氮率沒有影響

C.曲線①、②最高點表示此時平衡轉化率最高

D.兩種催化劑分別適宜于55℃和75℃左右脫氮

（4）用焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒溫條件下，1 mol NO2和足量C發生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：

① A、B兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)_______Kc(B)（填“＜” 或“＞”或“=”）。

② A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是____（填“A”或“B”或“C”）點。

③ 計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)=______（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數）。

Answer 1

【答案】 AC 低溫 D = A 2 MPa

【解析】（1）化學平衡的標志是正逆反應速率相等，當正反應速率大于逆反應速率時，說明反應是正向進行的；正反應速率先增大后減小，說明反應正向進行，A正確；逆反應速率先增大后減小,說明反應逆向進行，B錯誤；化學平衡常數K值增大，說明平衡正向進行，C正確；反應物的體積百分含量增大，平衡逆向進行，D錯誤；容器的體積不變，密度減小，說明抽出一部分氣體，無法判斷抽的是反應物還是生成物，E錯誤；增大氫氣的濃度，反應向右進行，但是氫氣的轉化率減小；若減小壓強，平衡左移，但是氫氣的轉化率也減小；無法判定反應進行的方向，F錯誤；正確選項AC。

（2）2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H<0 ，S<0,則該反應在低溫下能夠自發進行；正確答案：低溫。

（3）催化劑不會影響轉化率，只影響反應速率，所以第(2)種催化劑和第(1)種催化劑對轉化率沒有影響，A錯誤；反應為體積增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動，脫氮率減小，B錯誤；圖象研究的是不同催化劑在不同的溫度下的活性比較，最高點為催化劑活性最大的狀態，與平衡轉化率無關，C錯誤；兩種催化劑分別在和左右催化效率最高，說明此時催化劑的活性最大，D正確；正確選項D。

（4）①A、B兩點溫度相等，所以化學平衡常數相等；正確答案：=。

②由方程式可以知該反應為氣體體積增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，的轉化率降低，A、B、C 三點中A點壓強最小，所以轉化率最高；正確答案：A。

③設生成二氧化碳xmol,列三段式:

2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，

起始量 1 0 0

變化量 x 0.5x x

平衡量 1- x 0.5x x

從圖知C點時NO2和CO2的物質的量濃度相等，則，計算得出x=0.5 ,則平衡時總的物質的量為1.25mol，C點時該反應的壓強平衡常數；正確答案：2MPa。