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对应的是下列反应条件中的______ (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：
T1_____ T2（填“>”或“<”或“=”）。已知T2℃时，第20min时容器内压强不再改变，此时H2的转化率为_________ 。
（4）已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。
【答案】 BC B －183kJ.mol-1 ＜ 50%或0.5 5.0＜pH＜7.1
【解析】(1)判断化学反应是否达到平衡可以通过正逆反应速率相等或各组分的某一物理量保持不变进行。A、在恒容密闭容器中，化学平衡2NO(g)+O2(g) 
2NO2(g) 的混合气体的密度始终保持不变，故A不正确；NO的转化率保持不变以及NO和O2的物质的量之比保持不变都能确定反应已经达到平衡状态，所以B和C都正确；D、O2的消耗速率是正反应速率，NO2的消耗速率是逆反应速率，由于这两种物质在反应中的化学计量数不同，所以二者相等不能说明达到平衡状态，D错误。正确答案为BC。
(2) 已知2NO(g) 
N2(g)+O2(g) ΔH<0，由图象可知，R2相对于R1是速率加快了，平衡向逆反应移动了，这是一个反应前后气体体积不变的放热反应，所以加压平衡不移动，使用催化剂平衡也不移动，所以只有温度符合要求，故选B。
ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能=2×630kJ/mol—(945 kJ/mol+498 kJ/mol)= -183 kJ/mol。
(3)由表中数据可知，在相同时间段内T2对应的CO量少，说明反应速率快，则T2对应的温度高于T1，即T1< T2。
所以H2的转化率为=
，（或0.5）。
(4)室温下，要除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，由于pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀，所以控制pH一定小于7.1；由Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33和Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39可知，当Al3＋沉淀完全时，Fe3＋也沉淀完全了，所以由Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋) ×c(OH—)3=1×10－6 ×c(OH—)3=1×10－33，求得c(OH—)= 1×10－9 mol·L－1，则pH=5.0，故正确答案为5.0＜pH＜7.1
