Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量．研究并有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物含量顯得尤為重要．
（1）氮氧化物研究 （i）一定條件下，將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO（g）+O2（g）2NO2（g），下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ．
a．體系壓強(qiáng)保持不變 b．混合氣體顏色保持不變
c．NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變 d．每消耗1molO2 ， 同時生成2molNO2
（ii）在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化如圖1所示，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2（g）+O2（g）2NO（g）的△H0（填“＞”或“＜”）．
（iii）NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一．汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如圖2：出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： ．
（2）碳氧化物研究 （i）在體積可變（活塞與容器之間的摩擦力忽略不計(jì)）的密閉容器如圖3所示，現(xiàn)將3molNH3和2molCO2放入容器中，移動活塞至體積V為2L，用鉚釘固定在A、B點(diǎn)，發(fā)生合成尿素的總反應(yīng)如下：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
測定不同條件、不同時間段內(nèi)的CO的轉(zhuǎn)化率，得到如下數(shù)據(jù)：

	10min	20min	30min	40min
T1	30%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根據(jù)上表數(shù)據(jù)，請比較T1T2（選填“＞”、“＜”或“=”）；T2℃下，第30min 時，a1= ， 該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為 ．
②T2℃下，第40min時，拔去鉚釘（容器密封性良好）后，活塞沒有發(fā)生移動，再向容器中通人6molCO，此時v（正）v （逆）（選填“＞”、“＜”或“=”），判斷的理由是 ．
（ii）一定條件下可用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸消除CO污染．常溫下，將a mol/L的醋酸與b mol/LBa（OH）2溶液等體積混合，充分反應(yīng)后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣），則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=（用含a和b的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】
（1）abc；＞；N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183kJ?mol﹣1
（2）＞；50%；4；＜；拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進(jìn)行，體積之比等于物質(zhì)的量之比，當(dāng)沖入6molCO，假設(shè)平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；
【解析】解：（1）（i）恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO（g）+O2（g）2NO2（g），a．反應(yīng)是個氣體體積改變的反應(yīng)，恒容容器，壓強(qiáng)改變，平衡時，體系壓強(qiáng)保持不變，故正確；
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度保持不變，達(dá)到平衡，故正確；
c．NO和O2的起始物質(zhì)的量相等，但化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，變化量就不相同，如果沒有達(dá)到平衡，NO和O2 的物質(zhì)的量之比會發(fā)生改變，不發(fā)生改變說明到達(dá)了平衡，故正確；
d． O2 是反應(yīng)物，NO2是生成物，不管在任何時候都有每消耗1 molO2同時生成2 molNO2 ， 故錯誤，
故選：abc；（ii）由圖可知先達(dá)到平衡所用時間較短的溫度較高，且此溫度下氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)較小，說明溫度升高后，反應(yīng)正向移動，故反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
所以答案是：＞；（iii）該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和﹣生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol﹣2×630kJ/mol=+183kJ/mol，熱化學(xué)方程式為：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
所以答案是：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
·（2）（i）①升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，10min內(nèi)，T2時CO轉(zhuǎn)化率大于T1時，故T2＞T1；
T2℃下，10min時CO2轉(zhuǎn)化率為35%，20min時CO2轉(zhuǎn)化率為50%，10﹣20min只轉(zhuǎn)化15%，說明20min時已達(dá)平衡狀態(tài)，故第30min時，CO2轉(zhuǎn)化率為50%；
T2℃下，

	CO（g）+	2H2（g）	═	CH3OH（g）
起始（mol）	2	3		0
轉(zhuǎn)化（mol）	1	2		1
平衡（mol）	1	1		1

化學(xué)平衡常數(shù)K= =4；
所以答案是：＞；50%；4；②拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進(jìn)行，體積之比等于物質(zhì)的量之比，當(dāng)沖入6molCO，假設(shè)平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；
所以答案是：＜；拔去鉚釘，容器是在同溫同壓下進(jìn)行，體積之比等于物質(zhì)的量之比，當(dāng)沖入6molCO，假設(shè)平衡不移動，此時容器的體積為6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移動，v（正）＜v（逆）；（ii）反應(yīng)平衡時，2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣）=bmol/L，據(jù)電荷守恒，溶液中c（H+）=c（OH﹣）=10﹣7mol/L，溶液呈中性，醋酸電離平衡常數(shù)依據(jù)電離方程式寫出K= = = ；
所以答案是： ．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能正確解答此題．