题目内容
2013年冬季，雾霾天气多次肆虐我国东部地区．其中汽车尾气是造成空气污染的原因之一，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务．（1）汽车内燃机工作时发生反应：N2（g）+O2（g）?2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一．在某恒容容器中该反应开始至达到平衡的过程中，下列各项发生变化的是
A．混合气体的密度 B．混合气体的压强
C．正反应速率 D．单位时间内，消耗N2和消耗NO的物质的量之比
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）
| 催化剂 |
①该反应的化学平衡常数表达式为K=
②在一定温度下，将2mol NO、1mol CO充入1L固定容积的容器中，若5min后达到平衡状态，CO2的平均反应速率v （CO2）=0.1mol?（L?min）-1，则NO的转化率是
③如图是反应2NO（g）+2CO（g）
| 催化剂 |
（3）利用氧化吸收法也可以除去NO．首先向NO中补充适量氧气，形成由NO和NO2组成氮氧化物，该混合物中n（NO）：n（NO2）=1：3，将混合气体通入石灰乳中，使之转化为硝酸钙．
①写出氧化吸收法出去氮氧化物的化学方程式
②现有标准状况下的O2 33.6mL，理论上可以处理该氮氧化物
考点：化学反应速率与化学平衡图象的综合应用,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题
分析：（1）A．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变；
B．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，据此判断；
C．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低；
D．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N2的消耗量减小，NO的消耗量增大；
（2）①根据反应方程式2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）及平衡常数的概念写出该反应的化学平衡常数表达式为K；
②先根据达到平衡时各组分的浓度计算出该温度下的平衡常数，然后根据充入CO 0.5mol、N2 0.75mol后各组分的浓度计算出浓度商，将计算结果与平衡常数相比较，从而判断化学平衡是否移动及移动方向；
③t4时刻正逆反应速率同时减小，可能是减小压强或者降低温度，由于v（逆）＞v（正），平衡向着逆向移动，说明是减小了压强；
（3）①n（NO）：n（NO2）=1：3，反应生成产物为硝酸根离子，根据化合价升降相等配平该反应的化学方程式；
②根据反应方程式及氧气的体积计算出反应消耗一氧化氮和二氧化氮的总体积．
B．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，据此判断；
C．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低；
D．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N2的消耗量减小，NO的消耗量增大；
（2）①根据反应方程式2NO（g）+2CO（g）
| 催化剂 |
②先根据达到平衡时各组分的浓度计算出该温度下的平衡常数，然后根据充入CO 0.5mol、N2 0.75mol后各组分的浓度计算出浓度商，将计算结果与平衡常数相比较，从而判断化学平衡是否移动及移动方向；
③t4时刻正逆反应速率同时减小，可能是减小压强或者降低温度，由于v（逆）＞v（正），平衡向着逆向移动，说明是减小了压强；
（3）①n（NO）：n（NO2）=1：3，反应生成产物为硝酸根离子，根据化合价升降相等配平该反应的化学方程式；
②根据反应方程式及氧气的体积计算出反应消耗一氧化氮和二氧化氮的总体积．
解答：
解：（1）A．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，故A错误；
B．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，混合气体的压强不变，故B错误；
C．随着反应的进行，反应物浓度降低，则正反应速率逐渐降低，故C正确；
D．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N2的消耗量减小，NO的消耗量增大，单位时间内，N2和NO的消耗量之比减小，故正确；
故答案为：CD；
（2）①反应方程式2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）的化学平衡常数表达式为：K=
，
故答案为：
；
②若5min后达到平衡状态，CO2的平均反应速率v （CO2）=0.1mol?（L?min）-1，反应生成二氧化碳的浓度为：0.1mol?（L?min）-1×5min=0.5mol/L，反应消耗NO的浓度为：c（NO）=c（CO2）=0.5mol/L，
所以NO的转化率为：
×100%=25%；
达到平衡时各组分的浓度分别为：c（CO2）=0.5mol/L、c（NO）=
-0.5mol/L=1.5mol/L、c（N2）=0.25mol/L、c（CO）=
-0.5mol/L=0.5mol/L，则该温度下该反应的平衡常数为：K=
=
，
当再向平衡后容器中充入CO 0.5mol、N2 0.75mol后，CO浓度变为：c（CO）=0.5mol/L+
=1mol/L，氮气的浓度为：c（N2）=0.25mol/L+
=1mol/L，则此时的浓度商为：
=1
mol=
=K，所以化学平衡不发生移动，
故答案为：25%；不；
③根据图象可知，t4时刻正逆反应速率都同时减小，可能是减小压强或者降低温度，若降低温度，该反应是吸热反应，平衡向着正向移动，而t4时刻v（逆）＞v（正），平衡向着逆向移动，说明是减小了压强，
故答案为：减小压强；
（3）①利用氧化吸收法也可以除去NO．首先向NO中补充适量氧气，形成由NO和NO2组成氮氧化物，该混合物中n（NO）：n（NO2）=1：3，将混合气体通入石灰乳中，使之转化为硝酸钙，设一氧化氮为1mol，则二氧化氮为3mol，1mol一氧化氮转化成硝酸根离子失去3mol电子，3mol二氧化氮转化成硝酸失去3mol电子，总共失去6mol电子，需要消耗氧气的物质的量为
=1.5mol，由于化学方程式中不能出现分数，则消耗氧气的计量数为3，一氧化氮和二氧化氮的计量数分别为2、6，该反应的化学方程式为：3O2+2NO+6NO2+4Ca（OH）2=4Ca（NO3）2+4H2O，
故答案为：3O2+2NO+6NO2+4Ca（OH）2=4Ca（NO3）2+4H2O；
②反应方程式：3O2+2NO+6NO2+4Ca（OH）2=4Ca（NO3）2+4H2O
3 2 6
33.6mL x y，
解得：x=22.4mL，y=67.2mL，
则标准状况下的O2 33.6mL，理论上可以处理该氮氧化物体积为：22.4mL+67.2mL=89.6mL，
故答案为：89.6mL．
B．混合气体总的物质的量不变，容器体积不变，混合气体的压强不变，故B错误；
C．随着反应的进行，反应物浓度降低，则正反应速率逐渐降低，故C正确；
D．随反应进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐降低，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，故单位时间内，N2的消耗量减小，NO的消耗量增大，单位时间内，N2和NO的消耗量之比减小，故正确；
故答案为：CD；
（2）①反应方程式2NO（g）+2CO（g）
| 催化剂 |
| c(N2)?c2(CO2) |
| c2(NO)?c2(CO) |
故答案为：
| c(N2)?c2(CO2) |
| c2(NO)?c2(CO) |
②若5min后达到平衡状态，CO2的平均反应速率v （CO2）=0.1mol?（L?min）-1，反应生成二氧化碳的浓度为：0.1mol?（L?min）-1×5min=0.5mol/L，反应消耗NO的浓度为：c（NO）=c（CO2）=0.5mol/L，
所以NO的转化率为：
| 0.5mol/L | ||
|
达到平衡时各组分的浓度分别为：c（CO2）=0.5mol/L、c（NO）=
| 2mol |
| 1L |
| 1mol |
| 1L |
| 0.25×0．55 |
| 0．52×1．52 |
| 1 |
| 9 |
当再向平衡后容器中充入CO 0.5mol、N2 0.75mol后，CO浓度变为：c（CO）=0.5mol/L+
| 0.5mol |
| 1L |
| 0.75mol |
| 1L |
| c(N2)?c2(CO2) |
| c2(NO)?c2(CO) |
| 1×0．52 |
| 12×1．52 |
| 1 |
| 9 |
故答案为：25%；不；
③根据图象可知，t4时刻正逆反应速率都同时减小，可能是减小压强或者降低温度，若降低温度，该反应是吸热反应，平衡向着正向移动，而t4时刻v（逆）＞v（正），平衡向着逆向移动，说明是减小了压强，
故答案为：减小压强；
（3）①利用氧化吸收法也可以除去NO．首先向NO中补充适量氧气，形成由NO和NO2组成氮氧化物，该混合物中n（NO）：n（NO2）=1：3，将混合气体通入石灰乳中，使之转化为硝酸钙，设一氧化氮为1mol，则二氧化氮为3mol，1mol一氧化氮转化成硝酸根离子失去3mol电子，3mol二氧化氮转化成硝酸失去3mol电子，总共失去6mol电子，需要消耗氧气的物质的量为
| 6mol |
| 4 |
故答案为：3O2+2NO+6NO2+4Ca（OH）2=4Ca（NO3）2+4H2O；
②反应方程式：3O2+2NO+6NO2+4Ca（OH）2=4Ca（NO3）2+4H2O
3 2 6
33.6mL x y，
解得：x=22.4mL，y=67.2mL，
则标准状况下的O2 33.6mL，理论上可以处理该氮氧化物体积为：22.4mL+67.2mL=89.6mL，
故答案为：89.6mL．
点评：本题考查了化学反应速率与化学平衡图象的综合利用、化学平衡常数的计算、氧化还原反应方程式的书写等知识，题目难度较大，试题的计算量较大，涉及的知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力，（2）③为难点，注意先计算出化学平衡常数，然后再根据浓度商判断平衡移动方向．
练习册系列答案
名题金卷系列答案
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