Question

汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体．
（1）汽车尾气中CO、NO₂气体在一定条件下可以发生反应：
4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1200kJ?mol^-1
①恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是

 

（填序号）；
A．容器内混合气体颜色不再变化        B．容器内的压强保持不变
C．2v_逆（NO₂）=v_正（N₂）                  D．容器内混合气体密度保持不变
②能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是

 

（填序号）；
A．及时分离出CO₂ B．适当升高温度
C．减小容器体积使体系压强增大       D．选择高效催化剂
③对于该反应，温度不同（T₂＞T₁）、其他条件相同时，下列图象正确的是

 

（填序号）；

（2）汽车尾气中CO与H₂O（g）在一定条件下可以发生反应：

起始物质的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H＜0.20℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照表进行投料，达到平衡状态时K=1.0．
①该反应的平衡常数表达式为

 

；平衡时，甲容器中CO的转化率=

 

；
②平衡时，比较下列容器中CO的转化率：乙

 

 甲（填“＞”、“=”或“＜”，下同）；丙

 

 甲．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）①当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；
②影响化学反应速率的因素：温度、浓度、压强、催化剂等，影响化学平衡移动的因素：温度、浓度、压强；
③根据影响化学反应速率的因素：温度、浓度、压强、催化剂来确定化学反应达平衡用到的时间，根据影响化学平衡移动的因素：温度、浓度、压强来确定化学平衡中各个量的变化情况；
（2）①化学平衡常数K=

各个生成物平衡浓度系数次方的乘积

各个反应物平衡浓度系数次方的乘积

，根据三行式计算化学反应中物质的转化率；
②根据影响化学平衡移动的因素以及化学平衡移动的方向来判断即可．

解答： 解：（1）①A．容器内混合气体颜色不再变化，证明各组分浓度不变，所以达到了平衡状态，故A错误；
 B．该反应是一个前后气体体积不变的反应，所以容器内的压强保持不变，达到了化学平恒状态，故B错误；
C．2v_逆（NO₂）=v_正（N₂），不能证明正逆反应速率相等，不一定平衡，故C正确；
D．容器内混合气体密度ρ=

m

V

，质量在反应前后是守恒的，体积保持不变，所以密度始终保持不变，不一定平衡，故D正确；
故选CD；
②能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动，则
A．及时分离出CO₂会使得该反应的反应速率减慢，平衡正向移动，故A错误；
B．适当升高温度能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动，故B正确；
C．减小容器体积使体系压强增大，可以使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，故C错误；
D．选择高效催化剂可以使该反应的反应速率增大，但是化学平衡不移动，故D错误，
故选B；
③甲：升高温度，化学平衡逆向移动，化学反应速率会迅速增大，会离开原来的速率点，故甲错误；
乙：升高温度，化学反应速率会迅速增大，所以T₂时先达到化学平衡状态，并且化学平衡逆向移动，二氧化氮的转化率减小，故乙正确；
丙：对于反应：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g），T不变，增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的体积分数会减小，故丙错误．
故选乙；
（2）①化学平衡常数K=

各个生成物平衡浓度系数次方的乘积

各个反应物平衡浓度系数次方的乘积

=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，设甲容器中CO的变化量是x，
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0.1      0.1      0       0
变化量：x         x         x       x
平衡量：0.1-x      0.1-x    x        x
则

x2

(0.1-x)2

=1，解得x=0.5，所以甲容器中CO的转化率=

0.5

1.0

×100%=50%，故答案为：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；50%．
②根据投料情况知道，乙相当于在甲的基础上增加了水蒸气的投料，所以会使得一氧化碳的转化率增大，丙装置投料是甲装置的2倍，对于化学反应前后系数和不变的反应来说，建立的平衡是等效的，所以两种情况下，转化率是相等的，故答案为：＞；=．

点评：本题目综合考查学生化学平衡状态的判断、化学反应速率和化学平衡移动的影响因素以及有关化学平衡的转化率、平衡常数的计算等方面的知识，属于综合的考查，注意知识的归纳和整理是解题关键，难度大．