Question

【題目】應對霧霾污染、改善空氣質(zhì)量需要從多方面入手。

Ⅰ.研究發(fā)現(xiàn)，NOx是霧霾的主要成分之一，NOx主要來源于汽車尾氣。

已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝180.50 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.00 kJ·mol－1

為了減輕大氣污染，人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)，寫出該反應的熱化學方程式：_____________。

Ⅱ.開發(fā)利用清潔能源可減少污染，解決霧霾問題。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣闊的開發(fā)和應用前景，一定條件下用CO和H2合成CH3OH：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在2 L密閉容器中充入物質(zhì)的量之比為1∶2的CO和H2，在催化劑作用下充分反應。平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如下圖所示。

(1)該反應的反應熱ΔH________(填“＞”或“＜”)0，壓強的相對大小與p1________(填“＞”或“＜”)p2。

(2)該反應化學平衡常數(shù)表達式為___________________。

(3)下列各項中，不能說明該反應已經(jīng)達到平衡的是________(填字母)。

A．容器內(nèi)氣體壓強不再變化

B．v(CO)∶v(H2)∶v(CH3OH)＝1∶2∶1

C．容器內(nèi)的密度不再變化

D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

E．容器內(nèi)各組分的質(zhì)量分數(shù)不再變化

(4)某溫度下，在保證H2濃度不變的情況下，增大容器的體積，平衡________(填字母)。

A．向正反應方向移動

B．向逆反應方向移動

C．不移動

作出此判斷的依據(jù)是____________________________________________。

Answer 1

【答案】 2CO(g) ＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.50 kJ·mol－1 ＜ ＞ K＝ BC C 保證c(H2)不變情況下，增大容器體積，c(CH3OH)與c(CO)同等倍數(shù)減小，根據(jù)濃度商Q＝，推得Q＝K，所以平衡不移動

【解析】I．已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.50kJmol-1①
2CO(g)+O2(g)CO2(g)△H=-566.00kJmol-1②
根據(jù)蓋斯定律：②-①得到：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-746.50 kJmol-1；

II．(1)由圖可知，升高溫度，CH3OH的體積分數(shù)減小，平衡逆向移動，則該反應的△H＜0，300℃時，增大壓強，平衡正向移動，CH3OH的體積分數(shù)增大，所以p1＞p2；
(2)因為平衡常數(shù)的表達式為生成物濃度的冪次方之積比上反應物濃度的冪次方之積，所以該反應化學平衡常數(shù)表達式為 K=；

(3)A．隨反應進行混合氣體物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下壓強減小，容器中壓強保持不變說明到達平衡，故A不選；B．v(CO)：v(H2)：v(CH3OH)=1：2：1，未說明正逆反應方向，不能說明反應到達平衡，故B選；C．混合氣體總質(zhì)量不變，恒溫恒容下，容器內(nèi)氣體密度始終保持不變，不能說明反應到達平衡，故C選；D．混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應進行混合氣體物質(zhì)的量減小，平均相對分子質(zhì)量增大，平均相對分子質(zhì)量不變說明到達平衡，故D不選；E．容器內(nèi)各組分的質(zhì)量分數(shù)不再變化說明到達平衡，故E不選；故選BC；
(4)某溫度下，在保證H2濃度不變的情況下，增大容器的體積，說明c(CH3OH)與c(CO)同等倍數(shù)減小，又濃度商Qc==K，所以平衡不移動，故答案為C。