Question

【题目】研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义，请回答下列问题：
（1）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应，则下列说法正确的是 ．
A.若反应速率v（SO2）﹦v（SO3），则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变，充入2mol N2 ， 化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大
E.保持温度和容器体积不变，平衡后再充入2mol SO3 ， 再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
F.平衡后升高温度，平衡常数K增大
（2）若某温度下，SO2（g）+ O2（g）SO3（g）△H=﹣98kJ/mol．开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0mol O2（g），当反应达到平衡时共放出196kJ的热量，该温度下的平衡常数K=（用分数表示）．在该温度下，分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中，当SO2转化率为60%时，该反应向方向进行
（3）在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应：其中SO3的变化如下图所示：从10 min起，压缩容器为1L，则SO3的变化曲线为（填图象中的字母序号）．
（4）反应N2O4（g）2NO2（g）；△H=+57kJmol﹣1 ， 在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是

A.A，C两点的反应速率：A＞C
B.A，C两点气体的颜色：A深，C浅
C.由状态B到状态A，可以用加热的方法
D.若P2＞P1 ， 则化学平衡常数KA＞KC
（5）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣574KJ/mol
②CH4（g）+4NO （g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=﹣1160KJ/mol
请写出1molCH4还原NO2生成N2、CO2、H2O气态物质的热化学方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）DE
（2）；逆
（3）c
（4）C
（5）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867kJ/mol
【解析】解：（1）A．若反应速率v（SO2）﹦v（SO3），反应方向未知导致无法确定是否达到平衡状态，故A错误；B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2 ， 氮气不参加反应，则反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，则反应速率不变，故B错误；
C．平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，加入的该物质转化率降低，其它的气体反应物转化率增大，故C错误；
D．平衡后移动活塞压缩气体，平衡正向移动，则反应物含量降低，生成物含量增大，故D正确；
E．保持温度和容器体积不变，平衡后再充入2mol SO3 ， 相当于增大压强，平衡正向移动，再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大，故E正确；
F．该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小，故F错误；
故选DE；（2）1molSO2完全反应放出98kJ热量，则放出196kJ热量时消耗二氧化硫2mol，消耗氧气1mol，开始时c（SO2）= =0.04mol/L，c（O2）= =0.1mol/L，
该反应中SO2（g）+ O2（g）SO3（g）
开始（mol/L）0.04 0.1 0
反应（mol/L）0.02 0.01 0.02
平衡（mol/L）0.02 0.09 0.02
化学平衡常数K= = = ；
在该温度下，分别将0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定体积的密闭容器中，当SO2转化率为60%时，
剩余的c（SO2）=0.2mol/L×（1﹣60%）=0.08mol/L，c（O2）=0.1mol/L﹣0.2mol/L×60%× =0.04mol/L，生成的c（SO3）=0.2mol/L×60%=0.12mol/L，
浓度商= =7.5＞ ，平衡逆向移动，
所以答案是： ；逆；（3）在一个2L的密闭容器中充入一定量的SO3发生反应：其中SO3的变化如下图所示：从10 min起，压缩容器为1L，容器体积减小导致10min时c（SO3）增大但n（SO3）不变，增大压强平衡正向移动，n（SO3）逐渐增大，所以选c，所以答案是：c；（4）A．A点压强小于C点，压强越大，反应速率越大，所以反应速率A＜C，故A错误；
B．增大压强平衡逆向移动，但C点二氧化氮浓度大于A点，所以颜色A点浅、C点深，故B错误；
C．由状态B到状态A，压强不变，该反应的正反应是吸热反应，升高温度二氧化氮含量增大，则应该升高温度，故C正确；
D．化学平衡常数只与温度有关，A、C点温度相同则平衡常数相同，故D错误；
故选C；（5）将方程式 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣ kJ/mol=﹣867kJ/mol，
所以答案是：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867kJ/mol．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态的判断的相关知识，掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．