Question

【題目】冬季是霧霾天氣高發的季節，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，在一個容積固定為2L的密閉容器中充入0.8molNO和1.20molCO，開始反應至3min時測得CO的轉化率為20%，則用N2表示的平均反應速率為V(N2)=__________。

②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Kp），則該反應平衡常數的表達式Kp=______________。

③該反應在低溫下能自發進行，該反應的△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—t1=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t1—t2=t2—t3

（2）使用甲醇汽油可能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1mol、1mol、1mol，容器的體積為3L，現往容器中繼續通人3molCO，此時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原理為：

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

已知一定條件下，該反應中CO的平衡轉化率隨溫度、投料比的變化曲線如圖：

①a、b、c按從大到小的順序排序為___________。

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，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH3OCH3（g）的物質的量分數變化情況如上圖所示，關于溫度和壓強的關系判斷正確的是___________；

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逆反應方向移動的是___________：

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

Answer 1

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

【解析】（1）①消耗CO物質的量為1.2mol×20%=0.24mol，v（CO）==0.04mol/（L·min），速率之比等于化學計量數之比，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（PB）表示平衡常數為：生成物分壓的系數次冪乘積與反應物分壓系數次冪乘積的比，2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）用某組分（B）的平衡壓強（PB）表示平衡常數KP=；
③正反應為氣體物質的量減小的反應，為熵減反應，△S＜0，而△H-T△S＜0反應自發進行，該反應在低溫下能自發進行，該反應的△H＜0；
④從t4時刻正反應速率不變，處于平衡狀態，t4時刻前未到達平衡，反應向正反應進行，由③中可知為反應熱反應，絕熱條件下，隨反應進行溫度升高，溫度起主導作用，反應速率加快，而后濃度為主導因素，反應速率減低至平衡狀態；A．反應在c點未達到平衡狀態，故A正確；B．由圖可知，反應速率a點小于b點，故B正確；C．反應物濃度a點大于b點，故C正確；D．NO的轉化率：t1～t2＜t2～t3，故D錯誤，故選D；
（2）溫度不變，平衡常數不變，平衡常數K==9，通入3mol CO瞬間體積變為3L×=6L，濃度商Qc==9=K，平衡不移動，故v（正）=v（逆）；

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