Question

【題目】霧霾嚴重影響人們的生活，汽車尾氣排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。已知汽車尾氣排放時容易發生以下反應：

①N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1

②2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2＝b kJ·mol－1

③CO(g)＋O2(g)CO2(g)ΔH3＝c kJ·mol－1

④2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH4

請回答下列問題：

（1）根據反應①②③，確定反應④中ΔH4＝________ kJ·mol－1。

（2）對于氣體參與的反應，表示平衡常數Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量濃度c(B)，則反應①的Kp＝____________________________________(用表達式表示)。

（3）下列情況能說明反應②已達平衡狀態的是________(填字母)。

a．單位時間內生成1 mol NO2的同時消耗了1 mol NO

b．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變

c．在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數不再變化

d．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數保持不變

（4）試分析高溫下不利于反應③自發進行的原因______________________________。

（5）探究反應④中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到如圖所示的曲線。試分析實際化工生產中不采用高壓的原因______________________________。

（6）探究反應④中平衡時CO2的體積分數與反應物中起始n(NO)/n(CO)的比值、溫度的關系，得到如圖所示的曲線。在X、Y、Z三點中，CO的轉化率從大到小的順序是____________________。

Answer 1

【答案】2c－a CD 因為該反應的ΔH<0，ΔS<0 常壓時NO的平衡轉化率已較高且高壓要增加生產成本 Z>Y>X

【解析】

（1）根據蓋斯定律，反應②×2-③即得，確定反應④2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，據此計算焓變；

（2）根據反應①的方程式得出Kp=；

（3）化學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷，得出正確結論；

（4）根據該反應為氣體體積減小的放熱反應結合△G=△H-T△S<0自發判斷；

（5）根據圖象分析，常壓下NO的轉化率已經較高，并且高壓轉化率增加不大，但增加成本較大，據此分析；

（6）①溫度一定，隨反應物NO、CO的起始物質的量比增大，X-Y反應正向進行，一氧化碳的轉化率X<Y，Y-Z平衡正向進行，一氧化氮增大會提高一氧化碳的轉化率，則Y<Z；

(1)根據蓋斯定律，反應②×2③即得，確定反應④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H4=(2ca)kJ/mol；

故答案為：2ca；

(2)根據反應①的方程式得出Kp=；

故答案為：；

(3)A. 單位時間內生成1molNO2的同時消耗了lmolNO，都是正反應，故不能說明達到平衡狀態，故A錯誤；

B.根據ρ=可知，氣體總質量一定，體積一定，故密度一定，故混合氣體的密度不再發生改變不能說明達到平衡狀態，故B錯誤；

C. 因為平衡常數僅與溫度有關，當平衡常數不再變化，即反應的溫度不變，又在絕熱恒容的容器中，所以反應的平衡常數不再變化能說明達到平衡狀態，故C正確；

D. 在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數保持不變，則反應達平衡，能說明達到平衡狀態，故D正確；

答案選CD；

(4)因為該反應為氣體體積減小的放熱反應，即△H<0，△S<0，所以在高溫下△G=△HT△S>0非自發；

故答案為：因為該反應為氣體體積減小的放熱反應，即△H<0，△S<0；

(5)根據圖象分析，常壓下NO的轉化率已經較高，并且高壓轉化率增加不大，但增加成本較大；

故答案為：常壓下NO的轉化率已經較高，并且高壓要增加成本；

(6)①溫度一定，隨反應物NO、CO的起始物質的量比增大，XY反應正向進行，一氧化碳的轉化率X<Y，YZ平衡正向進行，一氧化氮增大會提高一氧化碳的轉化率，則Y<Z，X、Y、Z三點，CO的轉化率的從大到小的順序Z>Y>X；

故答案為：Z>Y>X。