Question

（15分）冬季是雾霾天气高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）2CO₂（g）+N₂（g）

①在一定条件下，在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8molNO和1.20molCO，开始反应至3min时测得CO的转化率为20%，则用N₂表示的平均反应速率为V（N₂）=____________________。

②对于气相反应，用某组分（_B）的平衡压强（P_B）代替物质的量浓度（C_B）也可以表示平衡常数（记作K_p），则该反应平衡常数的表达式K_p=________________。

③该反应在低温下能自发进行，该反应的△H_________0，（选填“>”、“=”或“<”）

④在某一绝热，恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应，测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示（已知t₂—t₁=t₃—t₂）。

则下列说法不正确的是__________。（填编号）

A．反应在c点未达到平衡状态

B．反应速率a点小于b点

C．反应物浓度a点大于b点

D．NO的转化率t₁—t₂=t₂—t₃

（2）使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染，某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g），到达平衡时，测得CO、H₂、CH₃OH分别为1mol、1mol、1mol，容器的体积为3L，现往容器中继续通人3mol CO，此时v（正）__________ v（逆）（选填‘‘＞”、“＜’’或“=”），判断的理由__________________。

（3）二甲醚也是清洁能源，用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：

2CO（g）+4H₂（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为___________。

②某温度下，将2.0mol CO（g）和4.0mol H₂（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃（g）的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是___________；

A．P₃＞P₂，T₃＞T₂ B．P₁＞P₃，T₁＞T₃    C．P₂＞P₄，T₄＞T₂ D．P₁＞P₄，T₂＞T₃

③在恒容密闭容器里按体积比为1：2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___________：

A．正反应速率先增大后减小

B．逆反应速率先增大后减小

C．化学平衡常数K值增大

D．反应物的体积百分含量增大

E．混合气体的密度减小

F．氢气的转化率减小

Answer

（1）①0.02mol·（L·min）-1 ② ③＜ ④ D

（2）＝ QC=k，平衡不移动 （3）①a＞b＞c ②B D ③B D

【解析】

试题分析：（1）①反应至3min时测得CO的转化率为20%，CO的变化量为1.20mol×20%＝0.24mol，N2的变化量为0.24mol/2=0.12mol，则用N2表示的平均反应速率为V（N2）= （0.12mol/2L）÷3min=0.02mol·（L·min）-1；②2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g），对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度也可以表示平衡常数（记作Kp），反应的平衡常数Kp=；③由热化学反应方程式可知，该反应为熵减小过程，即△S＞0，要使反应在低温下能够自发进行，必须满足△G=△H-T△S＜0，可知反应放热△H＜0；④A．根据图象可知c点反应速率还再变化，因此不是平衡状态，故A正确；B．反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，开始阶段反应速率逐渐增大，反应速率a点小于b点，故B正确；C．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，所以a点反应物的浓度大于b点，故C正确；D．根据曲线的斜率：tl～t2段＜t2～t3段，可知t2～t3段反应速率快，反应物的转化率大，故D错误；故答案为：D；

（2）该温度下反应的平衡常数 k==9；往容器中继续通人3molCO后，容器的体积变为6L，Q==9=k，故平衡不移动，v（正）=v（逆）=9=k，故平衡不移动，v（正）=v（逆）。

（3））①反应2CO（g）+4H2（g） CH3OCH3（g）+H2O（g），增大H2的浓度，平衡右移，CO的转化率增大，即投料比越高，CO的转化率增大，故有a＞b＞c；②根据图可以看出，对于反应：2CO（g）+4H2（g） CH3OCH3（g）+H2O（g），△H＜0，压强越大，二甲醚的物质的量分数则越大，温度越高，二甲醚的物质的量分数越小，所以P1＞P3、T1＞T3，P1＞P4、T2＞T3，故答案为：BD；③化学平衡的标志是正逆反应速率相等，当逆反应速率大于正反应速率时，说明反应是逆向进行的； A、正反应速率先增大后减小，说明反应正向进行，A错误； B、逆反应速率先增大后减小，说明反应逆向进行，B正确；C、化学平衡常数K值增大，说明平衡正向进行，C错误；D．反应物的体积百分含量增大，说明反应逆向进行，D正确；E．混合气体的密度减小，在恒容全气体的条件下，只有减少了反应物或生成物才有可能，无法判断平衡移动的方向，E错误；F、氢气的转化率减小，不一定是平衡逆向进行，还可能是又充入了氢气，故D错误；答案为BD。

考点：考查了盖斯定律求焓变、化学平衡影响因素，化学反应速率，平衡常数概念计算应用。