题目内容
【题目】近年全国各地雾霾严重，为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。
I．氮氧化物的研究
（1）一定条件下，将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应： 2NO(g)+O2(g) 
2NO2(g)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是_______
A．混合气体的密度保持不变 B．NO的转化率保持不变
C．NO和O2的物质的量之比保持不变 D．O2的消耗速率和NO2的消耗速率相等
（2）已知反应：2NO(g) 
N2(g)+O2(g) ΔH<0，在不同条件时N2的体积分数随时间(t)的变化如图所示。根据图象可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是______ (填字母序号)。
A．压强 B．温度 C．催化剂
根据如图中的能量变化数据，计算反应：
2NO(g) N2(g)+O2(g) 的ΔH=__________
II．碳氧化物的研究
（3）CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,现在体积为1L的恒容密闭容器(如图甲)中通入1molCO和2molH2，测定不同时间、不同温度(T)下容器中CO的物质的量，如下表：
请回答：
①T1_____ T2（填“>”或“<”或“=”），理由是____________________。已知T2℃时，第20min时容器内压强不再改变，此时H2的转化率为_________，该温度下的化学平衡常数为________ 。
②若将1molCO和2molH2通入原体积为1L的恒压密闭容器(如图乙)中，在T2℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为_________;若再向容器中通入l mol CH3OH(g)，重新达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量_________(填“变大”或“变小”或“不变”)。
③以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质b是________，阳极电极反应为________。
【答案】 BC B －183kJ.mol-1 ＜ 温度越高，反应速率越快。在其他条件相同时，T2时的反应速率比T1的反应速率快 50%或0.5 1 1 不变 甲醇（CH3OH） 2Al-6e- +3H2O=A12O3+6H+
【解析】I．（1）A．怛容条件下，混合气体的质量和体积始终不变，即混合气体的密度始终保持不变，无法判断是平衡状态，故A错误；B．NO的转化率保持不变，说明反应处于相对静止状态，即为平衡状态，故B正确；C．NO和O2的起始物质的量之比为1:1，变化物质的量之比为2:1，则反应过程中，二者的物质的量之比是不确定的，只有平衡时二者的物质的量之比不再改变，故C正确；D．O2的消耗速率和NO2的消耗速率之比为1:2时，反应达到平衡，故D错误；答案为BC；
（2）先拐先平，对应的温度或压强越大；A．压强R1＜R2，增大压强，平衡不移动，平衡时N2的体积分数不变，故A错误；B．温度R1＜R2，升高温度，平衡逆向移动，平衡时N2的体积分数减小，故B正确；C．催化剂不改变平衡的移动，故C错误；答案为B；该反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=2×630kJ/mol -945-498kJ/mol =-183kJ/mol.
II．（3）①由表中信息可知，温度为T1时前10minCO的变化量小于 T2时前10minCO的变化量小，即 T2时反应速率快，温度越高反应速率越快，则T1＜T2；T2℃时，第20min时容器内压强不再改变，说明达到平衡，此时CO的物质的量为0.5mol，变化量为0.5mol，对应的H2的变化量为1mol，此时H2的转化率为
×100%=50%；
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
起始浓度（mol/L） 1 2 0
变化浓度（mol/L） 0.5 1 0.5
平衡浓度（mol/L） 0.5 1 0.5
该温度下的化学平衡常数为
=
=1；
②温度没有改变，平衡常数不变，即在T2℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为1；若再向容器中通入l mol CH3OH(g)，相当于添加1molCO和2molH2，即在原平衡状态的基础上，再添加一个相同的平衡状态，而恒压条件下，两相同平衡状态相加，平衡不移动，则重新达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量不变；
③电解池的阳极发生氧化反应，铝制品表面“钝化”处理过程即为氧化过程，则Al电极为阳极，a为电源正极，通气体，而b为电源负极，应为甲醇燃料，电解池阳极电极反应式为2Al-6e- +3H2O=A12O3+6H+。
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