Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物的含量顯得尤為重要。

I.氮氧化物研究

（1）一定條件下，將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列各項能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 ________________（填字母代號） 。

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(zhì)的量之比保持不變 d．每消耗1 molO2同時生成2 molNO2

（2）汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應(yīng)：N2 +O22NO，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2的體積分數(shù)隨時間變化如右圖所示，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H__________0(填“＞”或“＜”)。

Ⅱ．碳氧化物研究

（1）體積可變（活塞與容器之間的摩擦力忽略不計）的密閉容器如右圖所示，現(xiàn)將3molH2和2molCO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(fā)生合成甲醇的反應(yīng)如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

測定不同條件、不同時間段內(nèi)的CO的轉(zhuǎn)化率，得到如下數(shù)據(jù)：

T（℃）	10min	20min	30min	40min
T1	20%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根據(jù)上表數(shù)據(jù)，請比較T1_________T2(選填“>”、“<”或“=”)；T2℃下，第30min 時，a1=________，該溫度下的化學平衡常數(shù)為__________________。

②T2℃下，第40min時，拔去鉚釘（容器密封性良好）后，活塞沒有發(fā)生移動，再向容器中通入6molCO，此時v(正）________v(逆）(選填“>”、“<”或“=”)。

（2）一定條件下可用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸消除CO污染。常溫下，將a mol/L的醋酸與b mol/L Ba(OH)2溶液等體積混合(混合后溶液體積變化忽略不計），充分反應(yīng)后，溶液中存在2c(Ba2+)＝c(CH3COO-)，則根據(jù)溶液中的電荷平衡可知，溶液的pH=___________，則可以求出醋酸的電離常數(shù)Ka =____________ (用含a和b的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 abc > < 50% 4或4(mol/L)-2 或4(L/mol)2 < 7 2×10-7b/(a-2b) mol/L

【解析】Ⅰ(1)恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。a．反應(yīng)是個氣體體積改變的反應(yīng)，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(zhì)的量相等，但化學計量數(shù)不同，變化量就不相同，如果沒有達到平衡，NO和O2 的物質(zhì)的量之比會發(fā)生改變，不發(fā)生改變說明到達了平衡，故正確；d．O2 是反應(yīng)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；

(2)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(shù)較小，說明溫度升高后，反應(yīng)正向移動，故反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；故答案為：＞；

Ⅱ：(1)①升高溫度，化學反應(yīng)速率加快，10min內(nèi)，T2時CO轉(zhuǎn)化率大于T1時，故T1＜T2；

T2℃下，10min時CO2轉(zhuǎn)化率為35%，20min時CO2轉(zhuǎn)化率為50%，10-20min只轉(zhuǎn)化15%，說明20min時已達平衡狀態(tài)，故第30min時，CO2轉(zhuǎn)化率為50%；

T2℃下，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，

起始(mol) 2 3 0

轉(zhuǎn)化(mol) 1 2 1

\平衡(mol) 11 1

化學平衡常數(shù)K==4；故答案為：＜；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(zhì)的量之比，當沖入6molCO，假設(shè)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)；故答案為：＜；

(2)反應(yīng)平衡時，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L，據(jù)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(shù)依據(jù)電離方程式寫出K===×107mol/L；故答案為：7； ×107mol/L。