Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。

(1)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉化器，發(fā)生如下反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH＜0

①一定條件下，將體積比為1∶2的NO、CO氣體置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是___(填字母)。

A．體系壓強保持不變 B．混合氣體顏色保持不變

C．N2和CO2的體積比保持不變 D．v正(CO)＝2v逆(N2)

②20min時，若改變反應條件，導致N2濃度發(fā)生如下圖所示的變化，則改變的條件可能是______(填字母)。

A．加入催化劑　 B．降低溫度　 C．增加CO2的量 D．縮小容器體積

(2)在一定條件下，將SO2和NO2通入絕熱恒容密閉容器中，發(fā)生反應：SO2(g)+NO2(g) SO3(g) +NO(g)，正反應速率隨時間變化如圖所示。由圖可得出的正確結論是__(填字母)

A．反應在c點達到平衡狀態(tài)

B．反應物濃度：b點小于c點

C．反應物的總能量低于生成物的總能量

D．△t1=△t2時，SO2的轉化率：a～b段小于b～c段

(3)采用一種新型的催化劑（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2可制備二甲醚(DME)。觀察圖回答問題。

催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為__________時最有利于二甲醚的合成。

(4)工業(yè)上可以用CO和H2生產(chǎn)燃料甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=－92.9kJ/mol，300℃，在容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡的有關數(shù)據(jù)如下：

容器		甲	乙	丙
反應物投入量		1molCO、2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平衡 時的 數(shù)據(jù)	CH3OH濃度/mol·L-1	c1	c2	c3
	反應的能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
	體系壓強/Pa	p1	p2	p3
	反應物轉化率	α1	α2	α3

下列說法中正確的是____________

A．2c1>c3 B．a(chǎn)+b=92.9 C．2p2<p3 D．α1+α3<1

Answer 1

【答案】ADBD2.0BD

【解析】

（1）①A．反應總氣體分子數(shù)發(fā)生改變，隨著反應進行壓強改變，所以體系壓強保持不變可以說明反應達到平衡，故A選；B．NO，CO，N2，CO2均為無色氣體，混合氣體沒有顏色，所以不能根據(jù)顏色判斷化學平衡，故B不選；C．N2和CO2均為產(chǎn)物，在不增加產(chǎn)物的前提下，二者體積比始終為1：2，所以N2和CO2的體積比保持不變不能說明反應達到化學平衡，故C不選；D．CO是反應物，N2是產(chǎn)物，v正(CO)＝2v逆(N2)，表示正、逆反應速率相等，可以說明反應達到了化學平衡，故D選，故答案為：AD；

②A．催化劑不改變化學平衡，不影響N2的濃度，故A不選；B．反應放熱，降低溫度有利于反應正向進行，所以使N2的濃度增大，故B選；C．增大CO2的濃度的瞬間，不影響N2的濃度，平衡逆向移動，隨后N2的濃度減小，故C不選；D．縮小容器體積，N2的濃度突然增大，與圖像不符，故D不選；故答案為：B；

（2）A．正反應速率v正不變時，才說明反應達到化學平衡，所以c點不是化學平衡點，故A錯誤；B．從b點到c點，v正在增大，反應仍在正向進行，消耗反應物使反應物濃度降低，所以反應物濃度：b點大于c點，故B錯誤；C．反應在絕熱容器中進行，正反應速率先增大，達到最大值后降低，說明反應為放熱反應，開始階段體系溫度升高，增大化學反應速率，之后放熱不利于反應正向進行且反應物濃度降低的作用會使得正反應速率降低，對于放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，故C錯誤；D．相同時間間隔內，平均反應速率越大，說明正反應進行程度越大，反應物轉化率越高，根據(jù)圖像，a～b段化學反應平均速率小于b～c段化學反應平均速率，所以SO2的轉化率：a～b段小于b～c段，故D正確；故答案為：D；

（3）根據(jù)DME選擇性高低和CO轉化率選擇合適的催化劑，從圖像看出，n(Mn)/n(Cu)=2.0時，DME選擇性和CO轉化率較高，所以n(Mn)/n(Cu)=2.0時比較合適，故答案為：2.0；

（4）A．甲裝置中充入1molCO和2molH2，完全反應生成1molCH3OH，乙裝置充入1molCH3OH，所以甲乙兩裝置為等效平衡，平衡點是一樣的，所以c1=c2，丙裝置充入2molCH3OH，相當于對乙容器加壓，若平衡不發(fā)生移動，則有c3=2c1，而加壓有利于平衡正向移動，所以c3＞2c1，故A錯誤；B．1molCO和2molH2完全反應時能量變化為|△H|，甲和乙相當于是互補的，二者平衡點一致，一個從反應物開始到達平衡點，一個從生成物到達平衡點，所以a+b=|△H|，故B正確；C．反應為氣體分子數(shù)減小的反應，則隨著反應進行，體系壓強降低，甲乙為等效平衡裝置，平衡時體系壓強相等，則有p1=p2，丙容器相當于加壓，若平衡不發(fā)生移動，則有p3=2p2，而加壓有利于反應正向進行，反應正向進行的結果是壓強降低，但平衡移動不可抵消，所以p2＜p3＜2p2，故C錯誤；D．甲和乙相當于互補裝置，二者到達相同的平衡點時，反應物轉化率也互補，總和為1，則有α1+α2=1，丙裝置相當于加壓，最終不利于反應逆向進行，轉化率降低，所以α3＜α2，所以α1+α3<1，故D正確；故答案為：BD。