Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體．
（1）汽車尾氣中CO、NO₂氣體在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：
4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1200kJ?mol^-1
①恒溫恒容條件下，不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填序號）；
A．容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化        B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變
C．2v_逆（NO₂）=v_正（N₂）                  D．容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動的是

 

（填序號）；
A．及時分離出CO₂ B．適當(dāng)升高溫度
C．減小容器體積使體系壓強(qiáng)增大       D．選擇高效催化劑
③對于該反應(yīng)，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，下列圖象正確的是

 

（填序號）；

（2）汽車尾氣中CO與H₂O（g）在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H＜0.20℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)時K=1.0．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

；平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=

 

；
②平衡時，比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙

 

 甲（填“＞”、“=”或“＜”，下同）；丙

 

 甲．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
②影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等，影響化學(xué)平衡移動的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)；
③根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑來確定化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡用到的時間，根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)來確定化學(xué)平衡中各個量的變化情況；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

各個生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

，根據(jù)三行式計算化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；
②根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素以及化學(xué)平衡移動的方向來判斷即可．

解答： 解：（1）①A．容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化，證明各組分濃度不變，所以達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A錯誤；
 B．該反應(yīng)是一個前后氣體體積不變的反應(yīng)，所以容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到了化學(xué)平恒狀態(tài)，故B錯誤；
C．2v_逆（NO₂）=v_正（N₂），不能證明正逆反應(yīng)速率相等，不一定平衡，故C正確；
D．容器內(nèi)混合氣體密度ρ=

m

V

，質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的，體積保持不變，所以密度始終保持不變，不一定平衡，故D正確；
故選CD；
②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動，則
A．及時分離出CO₂會使得該反應(yīng)的反應(yīng)速率減慢，平衡正向移動，故A錯誤；
B．適當(dāng)升高溫度能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動，故B正確；
C．減小容器體積使體系壓強(qiáng)增大，可以使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，故C錯誤；
D．選擇高效催化劑可以使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，但是化學(xué)平衡不移動，故D錯誤，
故選B；
③甲：升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，化學(xué)反應(yīng)速率會迅速增大，會離開原來的速率點，故甲錯誤；
乙：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率會迅速增大，所以T₂時先達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，并且化學(xué)平衡逆向移動，二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小，故乙正確；
丙：對于反應(yīng)：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g），T不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)會減小，故丙錯誤．
故選乙；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

各個生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，設(shè)甲容器中CO的變化量是x，
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0.1      0.1      0       0
變化量：x         x         x       x
平衡量：0.1-x      0.1-x    x        x
則

x2

(0.1-x)2

=1，解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=

0.5

1.0

×100%=50%，故答案為：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；50%．
②根據(jù)投料情況知道，乙相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上增加了水蒸氣的投料，所以會使得一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對于化學(xué)反應(yīng)前后系數(shù)和不變的反應(yīng)來說，建立的平衡是等效的，所以兩種情況下，轉(zhuǎn)化率是相等的，故答案為：＞；=．

點評：本題目綜合考查學(xué)生化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響因素以及有關(guān)化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計算等方面的知識，屬于綜合的考查，注意知識的歸納和整理是解題關(guān)鍵，難度大．