Question

【题目】冬季是雾霾天气高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

①在一定条件下，在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8molNO和1.20molCO，开始反应至3min时测得CO的转化率为20%，则用N2表示的平均反应速率为V(N2)=__________。

②对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（PB）代替物质的量浓度（CB）也可以表示平衡常数（记作Kp），则该反应平衡常数的表达式Kp=______________。

③该反应在低温下能自发进行，该反应的△H_______0，（选填“>”、“=”或“<”）

④在某一绝热，恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应，测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示（已知t2—t1=t3—t2）。则下列说法不正确的是__________。（填编号）

A．反应在c点未达到平衡状态 B．反应速率a点小于b点

C．反应物浓度a点大于b点 D．NO的转化率t1—t2=t2—t3

（2）使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染，某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），到达平衡时，测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol，容器的体积为3L，现往容器中继续通人3molCO，此时v（正）____v（逆）（选填‘‘＞”、“＜’’或“=”），判断的理由____________。

（3）二甲醚也是清洁能源，用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：

2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为___________。

②某温度下，将2.0mol CO（g）和4.0mol H2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3（g）的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是___________；

A．P3＞P2，T3＞T2 B．P1＞P3，T1＞T3

C．P2＞P4，T4＞T2 D．P1＞P4，T2＞T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1：2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___________：

A．正反应速率先增大后减小

B．逆反应速率先增大后减小

C．化学平衡常数K值增大

D．反应物的体积百分含量增大

E．混合气体的密度减小

F．氢气的转化率减小

Answer 1

【答案】0. 02mol·(L·min)-1＜D＝QC=k，平衡不移动a＞b＞cB DB

【解析】（1）①消耗CO物质的量为1.2mol×20%=0.24mol，v（CO）==0.04mol/（L·min），速率之比等于化学计量数之比，则v（N2）=v（CO）=0.03mol/（L·min）；
②由题目信息可知，用某组分（B）的平衡压强（PB）表示平衡常数为：生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比，2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）用某组分（B）的平衡压强（PB）表示平衡常数KP=；
③正反应为气体物质的量减小的反应，为熵减反应，△S＜0，而△H-T△S＜0反应自发进行，该反应在低温下能自发进行，该反应的△H＜0；
④从t4时刻正反应速率不变，处于平衡状态，t4时刻前未到达平衡，反应向正反应进行，由③中可知为反应热反应，绝热条件下，随反应进行温度升高，温度起主导作用，反应速率加快，而后浓度为主导因素，反应速率减低至平衡状态；A．反应在c点未达到平衡状态，故A正确；B．由图可知，反应速率a点小于b点，故B正确；C．反应物浓度a点大于b点，故C正确；D．NO的转化率：t1～t2＜t2～t3，故D错误，故选D；
（2）温度不变，平衡常数不变，平衡常数K==9，通入3mol CO瞬间体积变为3L×=6L，浓度商Qc==9=K，平衡不移动，故v（正）=v（逆）；

（3）①增大H2的浓度，平衡右移，CO的转化率增大，故有a＞b＞c；
②通过图2可知，温度升高CO的转化率降低，说明升温平衡逆向移动，故正反应方向为放热反应，则温度越高二甲醚的质量分数越小，故温度：T1＞T2＞T3＞T4；正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二甲醚的质量分数增大，故压强P1＞P2＞P3＞P4，故选BD；
③A．增大反应物浓度，平衡正向移动，正反应速率先增大后减小，不一定逆向移动，故A错误；B．逆反应速率先增大后减小，说明平衡逆向移动，故B正确；C．化学平衡常数K值增大，说明平衡正向移动，故C错误；D．如加入反应物，反应物的体积百分含量增大，但平衡正向移动，故D错误；E．移走生成物的量，平衡正向移动，混合气体总质量减小，容器容积不变，混合气体密度减小，故E错误；F．增大氢气的物质的量，平衡正向移动，但氢气转化率减小，故F错误，故选B。