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）4CO（g）+2NO₂（g）═4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1 200kJ?mol^-1
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

 

（填代号）．
（2）汽车尾气中CO与H₂O（g）在一定条件下可以发生反应：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．
820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K=1.0．

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

①该反应的平衡常数表达式为

 

．
②平衡时，甲容器中CO的转化率是

 

．比较下列容器中CO的转化率：乙

 

甲；丙

 

甲（填“＞”、“=”或“＜”）．
③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度

 

（填“升高”或“降低”），平衡常数K

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：化学反应速率与化学平衡图象的综合应用,体积百分含量随温度、压强变化曲线,转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）该反应中焓变小于0，为放热反应，升高温度，正逆反应速率都增大，且反应向着逆向进行，二氧化氮转化率减小、一氧化碳的体积含量减小，据此对各图象进行判断；
（2）①根据该反应方程式及平衡常数表达式进行解答；
②根据化学平衡三段式列式计算化学反应中物质的转化率；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；
③该反应为放热反应，若增大一氧化碳转化率，必须使平衡向着正向移动，所以应该降低温度；由于平衡向着正向移动，所以生成物浓度增大，反应物浓度减小，化学平衡常数增大．

解答： 解：（1）该反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率均增大，都应该离开原来的速率点，图象与实际情况不相符，故甲错误；
升高温度，反应向着逆向进行，反应物的转化率减小，反应速率加快，图象与实际反应一致，故乙正确，
压强相同时，升高温度，反应向着逆向移动，一氧化氮的体积分数应该增大，图象与实际不相符，故丙错误，
故答案为：乙；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），该反应的平衡常数表达式为：K═

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，
故答案为：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；
②设甲容器中CO消耗的物质的量为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K=

x2

(0.1-x)2

=1，
解得x=0.5，所以甲容器中CO的转化率=

0.5mol

1.0mol

×100%=50%；
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：50%；＞；=；
③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，需要使化学平衡向着正向移动，由于该反应为放热反应，要增大一氧化碳的转化率，应该降低温度；由于平衡向着正向移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则该反应的化学平衡常数增大，
故答案为：降低；增大．

点评：本题目综合考查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，题目难度中等，注意明确影响化学反应速率、化学平衡的因素，掌握化学平衡常数的概念及计算方法．