Question

【題目】（1）嚴重霧霾天氣的產(chǎn)生與汽車排放的NO2(N2O4)、CO、NO等氣體有關。回答下列問題：用活性炭處理尾氣時還可發(fā)生反應：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH=-34.0 kJ·mol1，借助傳感器在T1℃測得不同時間點上NO和N2的濃度如下：

時間/min 濃度/mol·L1	0	5	10	15	20	25
NO	1.20	0.74	0.56	0.56	0.63	0.63
N2	0	0.23	0.32	0.32	0.36	0.36

15 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡；根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是____(填字母)。

a．適當縮小容器的體積 b．加入適量的活性炭

c．通入適量的NO d．適當升高溫度

（2）750K下，在恒容密閉容器中，充入一定量的甲醇，發(fā)生反應CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，若起始壓強為101kPa，達到平衡轉(zhuǎn)化率為50.0%，則反應的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，忽略其它反應)。

（3）某溫度，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。經(jīng)過5 min后，反應達到平衡，此時轉(zhuǎn)移電子6 mol。

①若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。在其他條件不變的情況下，再增加2 mol CO與5 mol H2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。

a．CH3OH的質(zhì)量不變 b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

c．v逆(CO)＝2v正(H2) d．混合氣體的密度不再發(fā)生改變

③在一定壓強下，容積為V L的容器充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖所示。則p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，ΔH________0。

Answer 1

【答案】ac 50.5KPa(單位可以不帶) ＞ 增大 cd 小于 小于

【解析】

（1）15 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，由圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮，氮氣濃度都增大；

a. 該反應前后是氣體體積不變的反應，適當縮小容器的體積，平衡不移動，但氣體物質(zhì)的濃度均增大，a項符合；

b. 加入適量的活性炭，對平衡無影響，b項不符合；

c. 通入適量的NO，平衡正向移動，重新達到平衡后，一氧化氮、氮氣的濃度均增大，c項符合；

d. 適當升高溫度，平衡逆向移動，一氧化氮濃度增大，氮氣的濃度減小，d項不符合；

綜上所述，改變的條件可能是ac；

（2）若起始壓強為101kPa，達到平衡轉(zhuǎn)化率為50.0%，設起始甲醇物質(zhì)的量為1mol，可列出三段式：

CH3OH (g) HCHO(g) + H2(g)

起始（mol） 1 0 0

變化（mol） 0.5 0.5 0.5

平衡（mol） 0.5 0.5 0.5

根據(jù)恒溫恒容時，壓強比等于物質(zhì)的量之比，得到，解得平衡時混合氣體的總壓強為=151.5kPa，則各氣體的分壓為：P(CH3OH)=P(HCHO)=P(H2)==50.5kPa，則

（3）①某溫度，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，經(jīng)過5 min后，反應達到平衡，依據(jù)化學方程式可知轉(zhuǎn)移電子4mol，消耗CO物質(zhì)的量為1mol，此時轉(zhuǎn)移電子6mol，則消耗CO物質(zhì)的量為1.5mol，可列出三段式：

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

起始（mol） 2 5 0

變化（mol） 1.5 3 1.5

平衡（mol） 0.5 2 1.5

平衡濃度（mol/L） 0.25 1 0.75

則平衡常數(shù)，若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時c(CO)=1.25mol/L，c(H2)=1mol/L，c(CH3OH)=1.5mol/L，此時反應的濃度商，則反應正向進行，v(正)＞v(逆)；在其他條件不變的情況下，再增加2 mol CO與5 mol H2，同等程度改變反應物的用量，新平衡與原平衡相比，相當于增大壓強，該反應CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的正反應方向是氣體體積減小的反應，因此加壓平衡正向移動，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大；

②該反應CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)是正反應氣體體積減小的反應，反應達到平衡的標志是正逆反應速率相等，各組分含量保持不變，分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態(tài)。

a. CH3OH的質(zhì)量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，a項不符合；

b. 反應前后氣體質(zhì)量不變，反應前后氣體物質(zhì)的量變化，則平均相對分子質(zhì)量會隨著反應的進行變化，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，b項不符合；

c. 達到化學平衡時，正逆反應速率相等，指的是用同種物質(zhì)表示的正逆反應速率相等，根據(jù)反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比可知，任意時刻均有2v正(CO)=v正(H2),當v正(CO)=v逆(CO)時，達到平衡狀態(tài)，則應用2v逆(CO)=v正(H2)表示反應達到平衡狀態(tài),v逆(CO)＝2v正(H2)不能說明反應達到平衡狀態(tài)，c項符合；

d. 反應前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發(fā)生改變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，d項符合；

故答案為：cd；

③相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖象知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向進行，則逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，△H＜0。