题目内容
【题目】含氮化合物的种类非常丰富，请回答下列问题：
（1）已知：
则
_____________。
（2）
温度时在容积为2L的恒容密闭容器中充入
和
发生反应：
，
，
时达到平衡，此时
转化率为80%，
①
内该反应的平均速率
_____________；
②温度时该反应的化学平衡常数
___________；
③若不改变外界条件，向平衡后的容器中再通入
，重新达到平衡后，
在体系中的百分含量_____________。（填“变大”“变小”或“不变”）
（3）工业合成氨的反应原理为：
，。对于该反应，既可以提高平衡体系中
的百分含量，又能加快反应速率的措施是（______）（填序号）
a．升高温度 b．将平衡体系中的氨气分离出来 c．增大体系压强 d．加入合适的催化剂
（4）如图所示，温度时，
和的投料比与平衡时
体积分数的关系。（不考虑与
之间的相互转化）
横坐标代表和的投料比，纵坐标代表平衡时体积分数，计算最高点
时的平衡体积分数为_____________。
【答案】
80 变大 c 10%
【解析】
（1）由盖斯定律可算出
。
（2）①
计算。
②由三段式可计算出平衡时，
,
可计算出
。
③平衡后再次充入
，等效于增大压强，平衡向气体体积减小的正向移动，故在体系中分含量变大。
（3）增加反应速率的措施有升高温度、增大压强、增大浓度、使用催化剂，而要增加平衡体系中H2的转化率，平衡需向正方向移动，结合勒夏特列原理判断各选项即可；
（4）由题意知，在
点时，
的体积分数是0.85，
和
的体积分数共占0.15，而和的投料比是2∶1，故的体积分数是10%。
（1）由盖斯定律：已知：①
②
则（①+②）×2得：
。
（2）①
。
②由三段式，
2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)
n始/mol 4 2
△n/mol 4×0.8 1.6 3.2
n平/mol 0.8 0.4 3.2
平衡时度,，K=
可计算出。
③平衡后再次充入，等效于增大压强，平衡向气体体积减小的正向移动，故在体系中分含量变大。
（3）a．升高温度反应速率增大，但平衡逆向移动，无法提高H2的转化率，故a错误；
b．移走NH3，减小生成物的浓度，反应速率降低，但平衡正向移动，H2的转化率增大，故b错误；
c.增大压强增加反应速率,平衡向正方向移动，增加平衡体系中H2的转化率，故c正确；
d.加入催化剂反应速率增大，平衡不移动，故d错误；
符合条件的选项是c。
（4）由题意知，在点时，的体积分数是0.85，和的体积分数共占0.15，而和的投料比是2∶1，故的体积分数是10%。
【题目】严重雾霾天气的产生与汽车排放的NO2(N2O4)、CO、NO等气体有关。回答下列问题：
（1）用活性炭对尾气进行处理，发生如下反应：
反应a：C(s)＋NO2(g)
1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH=-32.1kJ·mol1
反应b：2C(s)＋N2O4(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-28.2kJ·mol1
则NO2生成N2O4的热化学方程式为____。
（2）用活性炭处理尾气时还可发生反应：C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g) ΔH=-34.0 kJ·mol1，借助传感器在T1℃测得不同时间点上NO和N2的浓度如下：
时间/min 浓度/mol·L1 物质 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
NO | 1.20 | 0.74 | 0.56 | 0.56 | 0.63 | 0.63 |
N2 | 0 | 0.23 | 0.32 | 0.32 | 0.36 | 0.36 /td> |
①15 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表数据判断改变的条件可能是___(填字母)。
a．适当缩小容器的体积 b．加入适量的活性炭
c．通入适量的NO d．适当升高温度
②0～10 min内，CO2的平均反应速率v(CO2)=___。
（3）用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）。在密闭容器中加入足量的C和一定量的N2O4气体，维持温度T2℃，在不同压强下发生（1）中反应b，经过相同时间N2O4的转化率随压强变化如图所示：
在1.1×106 Pa时该反应的化学平衡常数Kp=___（结果保留两位有效数字。已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数）。
（4）用I2O5吸收汽车尾气中的CO，发生I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(g) ΔH=Q，在容积为1 L的密闭容器中充入5 mol CO和足量的I2O5模拟该反应。
①测得CO的平衡转化率随温度变化的关系如图，下列说法正确的是____(填字母)。
A．Q＜0
B．从X点到Y点可通过通入CO实现
C．从Y点到Z点可通过增大压强实现
D．600 K时，Y点CO的v正＜v逆
②已知Y点的坐标为（600K，0.6），在此条件下I2(g)的体积分数为___。（精确到0.1%）
【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = －aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= －bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料，在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下，也可合成CH3OH，涉及的反应有：
甲：CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示)，该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样，具有高度的选择性。下列四组实验，控制CO2和H2初始投料比均为1：2.2，经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别都充入1molCO和2molH2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图，其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
①0～5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
