Question

【題目】已知汽車尾氣中的主要污染物為NOx、CO、超細(xì)顆粒（PM2.5）等有害物質(zhì)。目前，已研究出了多種消除汽車尾氣污染的方法。

（1）工業(yè)上可采用CO和H2合成甲醇，發(fā)生反應(yīng)為（I）CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H<0 在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是_______。

A．正反應(yīng)速率先增大后減小 B．逆反應(yīng)速率先增大后減小

C．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大 D．反應(yīng)物的體積百分含量增大

E．混合氣體的密度減小 F．氫氣的轉(zhuǎn)化率減小

（2）在汽車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)：（Ⅱ）2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H<0 。則該反應(yīng)在________________（填高溫、低溫或任何溫度）下能自發(fā)進(jìn)行。

（3）將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)（Ⅱ），經(jīng)過相同時(shí)間內(nèi)測(cè)量逸出氣體中NO的含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率），結(jié)果如圖所示。以下說法正確的是_________

A.第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高

B.相同條件下，改變壓強(qiáng)對(duì)脫氮率沒有影響

C.曲線①、②最高點(diǎn)表示此時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率最高

D.兩種催化劑分別適宜于55℃和75℃左右脫氮

（4）用焦炭還原NO2的反應(yīng)為：2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒溫條件下，1 mol NO2和足量C發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

① A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A)_______Kc(B)（填“＜” 或“＞”或“=”）。

② A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是____（填“A”或“B”或“C”）點(diǎn)。

③ 計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)=______（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

Answer 1

【答案】 AC 低溫 D = A 2 MPa

【解析】（1）化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相等，當(dāng)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率時(shí)，說明反應(yīng)是正向進(jìn)行的；正反應(yīng)速率先增大后減小，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，A正確；逆反應(yīng)速率先增大后減小,說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，B錯(cuò)誤；化學(xué)平衡常數(shù)K值增大，說明平衡正向進(jìn)行，C正確；反應(yīng)物的體積百分含量增大，平衡逆向進(jìn)行，D錯(cuò)誤；容器的體積不變，密度減小，說明抽出一部分氣體，無法判斷抽的是反應(yīng)物還是生成物，E錯(cuò)誤；增大氫氣的濃度，反應(yīng)向右進(jìn)行，但是氫氣的轉(zhuǎn)化率減��；若減小壓強(qiáng)，平衡左移，但是氫氣的轉(zhuǎn)化率也減��；無法判定反應(yīng)進(jìn)行的方向，F(xiàn)錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)AC。

（2）2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H<0 ，S<0,則該反應(yīng)在低溫下能夠自發(fā)進(jìn)行；正確答案：低溫。

（3）催化劑不會(huì)影響轉(zhuǎn)化率，只影響反應(yīng)速率，所以第(2)種催化劑和第(1)種催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率沒有影響，A錯(cuò)誤；反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，脫氮率減小，B錯(cuò)誤；圖象研究的是不同催化劑在不同的溫度下的活性比較，最高點(diǎn)為催化劑活性最大的狀態(tài)，與平衡轉(zhuǎn)化率無關(guān)，C錯(cuò)誤；兩種催化劑分別在和左右催化效率最高，說明此時(shí)催化劑的活性最大，D正確；正確選項(xiàng)D。

（4）①A、B兩點(diǎn)溫度相等，所以化學(xué)平衡常數(shù)相等；正確答案：=。

②由方程式可以知該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，的轉(zhuǎn)化率降低，A、B、C 三點(diǎn)中A點(diǎn)壓強(qiáng)最小，所以轉(zhuǎn)化率最高；正確答案：A。

③設(shè)生成二氧化碳xmol,列三段式:

2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，

起始量 1 0 0

變化量 x 0.5x x

平衡量 1- x 0.5x x

從圖知C點(diǎn)時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度相等，則，計(jì)算得出x=0.5 ,則平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為1.25mol，C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)；正確答案：2MPa。