Question

2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。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(zhì)的量濃度（CB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），則該反應的KP=-???????????????? 。

②該反應在低溫下能自發(fā)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(fā)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 --tl=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(tài)

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(zhuǎn)化率：tl～t2>t2～t3

（2）煤的綜合利用、使用清潔能源等有利于減少環(huán)境污染。合成氨工業(yè)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(guān)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(zhuǎn)化為CO2。在tl時保持溫度不變，再充入1 mol H2O（g），請在圖中畫出tl時刻后H2的體積分數(shù)變化趨勢曲線。

③甲醇汽油可’以減少汽車尾氣對環(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：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(xiàn)往容器中繼續(xù)通人3 mol CO，此時v（正）??????? ? v（逆）（選填‘‘>”、“<’’或“=”），判斷的理由??????? 。

 

Answer 1

【答案】

（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?yōu)?/span>6L，經(jīng)計算Qc=K=9,所以平衡不移動。

【解析】

試題分析：(1) ①對于在一定體積的密閉容器內(nèi)發(fā)生的有氣體參加的反應來說，氣體的物質(zhì)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(shù)的乘積與反應物各組分的壓強冪指數(shù)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(fā)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(fā)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?yōu)樯�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(tài)。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(tài)。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 --tl=t3－t2，速率不斷加快，單位時間內(nèi)物質(zhì)改變的濃度大，所以反應物的轉(zhuǎn)化率NO的轉(zhuǎn)化率：t2～t3 > tl～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(shù)就不會變化。在加入1 mol H2O（g）的一瞬間，H2的物質(zhì)的量沒變，所以H2的體積分數(shù)為0.5÷3=.由于增大反應物的濃度，化學平衡正向移動，會產(chǎn)生更多的H2，因此H2的體積分數(shù)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(shù)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(fā)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(xiàn)往容器中繼續(xù)通人3 mol CO，溫度不變K不變，加入3molCO后容器體積變?yōu)?/span>6L =K。所以所以平衡不移動。v（正）= v（逆）。

考點：考查化學平衡狀態(tài)的判斷、熱化學方程式的書寫、生成物的體積分數(shù)與時間關(guān)系的圖像的知識。