Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉(zhuǎn)化為無毒氣體．
（1）4CO（g）+2NO₂（g）═4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1 200kJ?mol^-1
對于該反應，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，下列圖象正確的是

 

（填代號）．
（2）汽車尾氣中CO與H₂O（g）在一定條件下可以發(fā)生反應：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．
820℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，達到平衡狀態(tài)，K=1.0．

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

①該反應的平衡常數(shù)表達式為

 

．
②平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是

 

．比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙

 

甲；丙

 

甲（填“＞”、“=”或“＜”）．
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度

 

（填“升高”或“降低”），平衡常數(shù)K

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：化學反應速率與化學平衡圖象的綜合應用,體積百分含量隨溫度、壓強變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）該反應中焓變小于0，為放熱反應，升高溫度，正逆反應速率都增大，且反應向著逆向進行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小、一氧化碳的體積含量減小，據(jù)此對各圖象進行判斷；
（2）①根據(jù)該反應方程式及平衡常數(shù)表達式進行解答；
②根據(jù)化學平衡三段式列式計算化學反應中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)影響化學平衡移動的因素以及化學平衡移動的方向來判斷即可；
③該反應為放熱反應，若增大一氧化碳轉(zhuǎn)化率，必須使平衡向著正向移動，所以應該降低溫度；由于平衡向著正向移動，所以生成物濃度增大，反應物濃度減小，化學平衡常數(shù)增大．

解答： 解：（1）該反應為放熱反應，升高溫度，正逆反應速率均增大，都應該離開原來的速率點，圖象與實際情況不相符，故甲錯誤；
升高溫度，反應向著逆向進行，反應物的轉(zhuǎn)化率減小，反應速率加快，圖象與實際反應一致，故乙正確，
壓強相同時，升高溫度，反應向著逆向移動，一氧化氮的體積分數(shù)應該增大，圖象與實際不相符，故丙錯誤，
故答案為：乙；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該反應的平衡常數(shù)表達式為：K═

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，
故答案為：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；
②設甲容器中CO消耗的物質(zhì)的量為x，
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0.1      0.1       0       0
變化量：x         x        x       x
平衡量：0.1-x     0.1-x     x        x
則K=

x2

(0.1-x)2

=1，
解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=

0.5mol

1.0mol

×100%=50%；
根據(jù)投料情況知道，乙相當于在甲的基礎上增加了水蒸氣的投料，所以會使得一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對于化學反應前后系數(shù)和不變的反應來說，建立的平衡是等效的，所以兩種情況下，轉(zhuǎn)化率是相等的，
故答案為：50%；＞；=；
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，需要使化學平衡向著正向移動，由于該反應為放熱反應，要增大一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，應該降低溫度；由于平衡向著正向移動，反應物濃度減小，生成物濃度增大，則該反應的化學平衡常數(shù)增大，
故答案為：降低；增大．

點評：本題目綜合考查化學反應速率和化學平衡移動的影響因素以及有關化學平衡的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計算等方面的知識，題目難度中等，注意明確影響化學反應速率、化學平衡的因素，掌握化學平衡常數(shù)的概念及計算方法．