Question

【題目】研究、NO、、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）已知：CO可將部分氮的氧化物還原為。

反應I：

反應II：

則反應的=___________kJ·mol－1。

（2）一定條件下，將與CO以體積比1∶2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應II，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________________。

a. 體系壓強保持不變 b. 容器中氣體密度保持不變

c. 混合氣體顏色保持不變d. 每消耗的同時生成

（3）溫度為T 容積為10L的恒容密閉容器中，充入1molCO和0.5mol發(fā)生反應：

實驗測得生成的體積分數(shù)隨著時間的變化曲線如圖1所示：

①達到平衡狀態(tài)時，的轉化率為______，該溫度下反應的平衡常數(shù)_________。

②其它條件保持不變，再向上述平衡體系中充入、、、各，此時V（正）__________ V（逆）填“﹥”“ ＜”或“=”。

4）法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為，在催化劑作用下，NO轉化率與溫度的關系如圖2所示：圖中A點處NO的轉化率____________填“可能是”、“一定是”或“一定不是”該溫度下的平衡轉化率；B點之后，NO轉化率降低的原因可能是______。

A. 平衡常數(shù)變大 B. 副反應增多

C. 催化劑活性降低 D. 反應活化能增大

Answer 1

【答案】-277 ac 60% 3.375 ﹥ 一定不是 BC

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析計算；

(2)達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，各物質的濃度不變，據(jù)此分析判斷；

(3)①根據(jù)圖象知達到平衡狀態(tài)CO2體積分數(shù)為0.4，結合三段式，列式計算得到平衡濃度，再分析解答；②計算此時的濃度商和平衡常數(shù)的大小，判斷反應進行的方向；

(4)根據(jù)可知開始NO轉化率增大，是反應正向進行，逐漸建立平衡，達到最大轉化率后，升高溫度，平衡逆向移動，NO轉化率減小，結合溫度對催化劑的活性的影響分析解答。

(1)已知：CO可將部分氮的氧化物還原為N2。反應I：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJmol-1，反應II：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，(反應II-反應I)×得到反應NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)△H=[(-1200kJmol-1)-(-746kJmol-1)]×=-227kJ/mol，故答案為：-227；

(2)反應II：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJmol-1，該反應為氣體體積減小的放熱反應。a．反應前后氣體物質的量減小，氣體的壓強為變量，當體系壓強保持不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故a正確；b．反應前后氣體質量和體積都不變，容器中氣體密度始終保持不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；c．混合氣體顏色保持不變，說明氣體中二氧化氮濃度不變，反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；d．每消耗2molNO2的同時生成1molN2，都表示正反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；故答案為：ac；

(3)①根據(jù)圖象知達到平衡狀態(tài)CO2體積分數(shù)為0.4，設消耗二氧化硫物質的量濃度x，

2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(g)

起始量(mol/L) 0.1 0.05 0 0

變化量(mol/L) 2x x 2x x

平衡量(mol/L)0.1-2x 0.05-x 2x x

則×100%=0.4，解得：x=0.03mol/L，因此二氧化硫的轉化率=×100%=60%，平衡常數(shù)K==3.375，故答案為：60%； 3.375；

②其它條件保持不變，再向上述平衡體系中充入SO2(g)、CO(g)、S(g)、CO2(g)各0.2mol，

2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g) + S(g)

起始量(mol/L) 0.1 0.05 0 0

變化量(mol/L) 0.06 0.03 0.06 0.03

平衡量(mol/L) 0.04 0.02 0.06 0.03

加入后(mol/L) 0.04+0.02 0.02+0.02 0.06+0.02 0.03+0.02

此時濃度商Qc==2.22＜K=3.375，反應正向進行，v(正)＞v(逆)，故答案為：＞；

(4)根據(jù)圖象，溫度升高NO轉化率先增大后減小，圖像的前半段是建立平衡的過程，后半段是溫度對平衡的影響，因此A點NO的轉化率一定不是該溫度下的平衡轉化率，B點之后，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，NO轉化率降低，升高溫度，催化劑的活性降低，發(fā)生的副反應增多，也會導致NO轉化率降低，反應的活化能不影響反應物的轉化率，故選BC，故答案為：一定不是；BC。