Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量．研究并有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物含量顯得尤為重要．
（1）氮氧化物研究 （i）一定條件下，將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發生反應：2NO（g）+O2（g）2NO2（g），下列各項能說明該反應達到平衡狀態的是 ．
a．體系壓強保持不變 b．混合氣體顏色保持不變
c．NO和O2的物質的量之比保持不變 d．每消耗1molO2 ， 同時生成2molNO2
（ii）在T1、T2溫度下，一定量的NO發生分解反應時N2的體積分數隨時間變化如圖1所示，根據圖像判斷反應N2（g）+O2（g）2NO（g）的△H0（填“＞”或“＜”）．
（iii）NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一．汽車發動機工作時會引發N2和O2反應，其能量變化示意圖如圖2：出該反應的熱化學方程式： ．
（2）碳氧化物研究 （i）在體積可變（活塞與容器之間的摩擦力忽略不計）的密閉容器如圖3所示，現將3molNH3和2molCO2放入容器中，移動活塞至體積V為2L，用鉚釘固定在A、B點，發生合成尿素的總反應如下：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
測定不同條件、不同時間段內的CO的轉化率，得到如下數據：

	10min	20min	30min	40min
T1	30%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根據上表數據，請比較T1T2（選填“＞”、“＜”或“=”）；T2℃下，第30min 時，a1= ， 該溫度下的化學平衡常數為 ．
②T2℃下，第40min時，拔去鉚釘（容器密封性良好）后，活塞沒有發生移動，再向容器中通人6molCO，此時v（正）v （逆）（選填“＞”、“＜”或“=”），判斷的理由是 ．
（ii）一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染．常溫下，將a mol/L的醋酸與b mol/LBa（OH）2溶液等體積混合，充分反應后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣），則該混合溶液中醋酸的電離常數Ka=（用含a和b的代數式表示）

Answer 1

【答案】
（1）abc；＞；N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183kJ?mol﹣1
（2）＞；50%；4；＜；拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進行，體積之比等于物質的量之比，當沖入6molCO，假設平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；
【解析】解：（1）（i）恒容密閉容器中發生反應：2NO（g）+O2（g）2NO2（g），a．反應是個氣體體積改變的反應，恒容容器，壓強改變，平衡時，體系壓強保持不變，故正確；
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度保持不變，達到平衡，故正確；
c．NO和O2的起始物質的量相等，但化學計量數不同，變化量就不相同，如果沒有達到平衡，NO和O2 的物質的量之比會發生改變，不發生改變說明到達了平衡，故正確；
d． O2 是反應物，NO2是生成物，不管在任何時候都有每消耗1 molO2同時生成2 molNO2 ， 故錯誤，
故選：abc；（ii）由圖可知先達到平衡所用時間較短的溫度較高，且此溫度下氮氣的體積分數較小，說明溫度升高后，反應正向移動，故反應為吸熱反應；
所以答案是：＞；（iii）該反應中的反應熱=反應物的鍵能和﹣生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol﹣2×630kJ/mol=+183kJ/mol，熱化學方程式為：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
所以答案是：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
·（2）（i）①升高溫度，化學反應速率加快，10min內，T2時CO轉化率大于T1時，故T2＞T1；
T2℃下，10min時CO2轉化率為35%，20min時CO2轉化率為50%，10﹣20min只轉化15%，說明20min時已達平衡狀態，故第30min時，CO2轉化率為50%；
T2℃下，

	CO（g）+	2H2（g）	═	CH3OH（g）
起始（mol）	2	3		0
轉化（mol）	1	2		1
平衡（mol）	1	1		1

化學平衡常數K= =4；
所以答案是：＞；50%；4；②拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進行，體積之比等于物質的量之比，當沖入6molCO，假設平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；
所以答案是：＜；拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進行，體積之比等于物質的量之比，當沖入6molCO，假設平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；（ii）反應平衡時，2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣）=bmol/L，據電荷守恒，溶液中c（H+）=c（OH﹣）=10﹣7mol/L，溶液呈中性，醋酸電離平衡常數依據電離方程式寫出K= = = ；
所以答案是： ．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態本質及特征和化學平衡的計算的相關知識點，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能正確解答此題．