Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。

(1)燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=－681.8kJ·mol－1對煤進行脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應(yīng)，在T℃時，借助傳感器測得反應(yīng)在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下：

	0	10	20	30	40	50
O2	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO2	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

0~10min內(nèi)，平均反應(yīng)速率υ(O2)__ mol·L－1·min－1；當(dāng)升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_____(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)NOx的排放主要來自于汽車尾氣，有人利用反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=－34.0kJ·mol－1，用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示：

由圖可知，1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升髙而增大，其原因為__________；在1100K時，CO2的體積分數(shù)為_____。

(3)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___ [已知：氣體分壓(P分)=氣體總壓(Pa)×體積分數(shù)]。

(4)為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－746.8k·mol－1，生成無毒的N2和CO2。實驗測得，υ正=k正·c2(NO)·c2(CO)，υ逆=k逆·c(N2)c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。

①達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)___(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。

②若在1L的密閉容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定溫度下達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則=_____。

Answer 1

【答案】0.021 減小 1050K前反應(yīng)末達到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大 20% 4 < 或0.25

【解析】

（1）先算Δc(O2)，再算速率，再根據(jù)溫度變化影響平衡移動得出。

（2）在1050K前反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快；根據(jù)題意假設(shè)加入1 mol NO，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率進行計算，得出體積分數(shù)。

（3）先假設(shè)加入1mol NO，根據(jù)平衡時轉(zhuǎn)化率得到n(NO)、n(N2)、n(CO2)，再算出各物質(zhì)的平衡分壓，再根據(jù)壓強平衡常數(shù)計算。

（4）①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)小于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)。

②當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，υ正=υ逆，先計算平衡時c(CO)、c(NO)、c(N2)、c(CO2)，再計算比值。

（1）在010min內(nèi)，Δc(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L，故；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向左移動，故化學(xué)平衡常數(shù)K減小，故答案為：0.021；減小。

(2)在1050K前反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大；達到平衡后，升高溫度，平衡向左移動，NO轉(zhuǎn)化率降低。根據(jù)反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假設(shè)加入1 mol NO，在1100 K時，α(NO)= 40%，則Δn(NO)=0.4 mol，故n(CO2)=0.2 mol，由于反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變，故混合氣體中CO2的體積分數(shù)為，故答案為：1050K前反應(yīng)末達到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大；20%。

（3）根據(jù)反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假設(shè)加入1mol NO，在1050K時，α(NO)=80%，平衡時，n(NO)=0.2mol，n(N2)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，各物質(zhì)的平衡分壓為，，，故反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，故答案為：4。

(4)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)小于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，濃度不變，故k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)；

②當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，υ正=υ逆，故，根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，平衡時c(CO)=c(NO)=0.6mol/L，c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，故，故答案為：0.25。