Question

近几年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中，机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) △H＜0

若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是             （填代号）。

（下图中V(正)、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（2）光气 (COCl₂)是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂(g)＋CO(g) COCl₂(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中在1L恒容容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

            

①0—6 min内，反应的平均速率v(Cl₂)＝               ；

②若保持温度不变，在第7 min 向体系中加入这三种物质各2 mol，则平衡           移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；

③若将初始投料浓度变为c(Cl₂)＝0.7 mol/L、c(CO)＝0.5 mol/L、c(COCl₂)＝         mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6 min时Cl₂的体积分数相同；

④随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是             ；（填“增大”、“减小”或“不变”）;

⑤比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T(15)的高低：T（8）________T(15) (填“<”、“>”或“＝”)。

（3）用NH₃催化还原NO_X也可以消除氮氧化物的污染。下图E，采用NH₃作还原剂，烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测量逸出气体中氮氧化物含量，从而确定烟气脱氮率（注：脱氮率即氮氧化物转化率），反应原理为：NO(g) + NO₂(g) + 2NH₃(g)2N₂(g) + 3H₂O(g)。

①该反应的△S     0，△H      0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。

②以下说法正确的是                  。

A．第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高

B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响

C．催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮

③已知：2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O；NO + NO₂ + 2NaOH = 2NaNO₂ + H₂O标况下V升NO和NO₂的混合气体通100mLNaOH溶液恰好完全反应，则NO和NO₂的体积比是        ，NaOH的物质的量浓度为_______(用含V的数学表达式表示，反应后的溶液呈______性(填“酸”、“碱”或“中”)

Answer

（1）B D；

（2）①0.15 mol ·L－1·min －1 ；②向正反应方向；③ 0.5；④减小；⑤<；

（3）① ＞；＜；②C；③ ≤1； mol/L；碱 。

【解析】

试题分析：（1）A、t1时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A错误；B、t1时平衡常数不再变化，正逆反应速率相等，说明达到了平衡状态，故B正确；C、t1时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C错误；D、t1时一氧化氮的质量分数不再变化，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故D正确；故选BD；

（2）①由图可知，6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L，浓度变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，则v（Cl2）==0.15 mol•L-1•min -1，故答案为：0.15 mol•L-1•min -1；

②8min时，平衡时c（Cl2）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl2）=0.9mol/L，则原平衡时n（Cl2）：n（CO）：n（COCl2）=3：1：9，现在第8 min 加入体系中的三种物质各1 mol，则反应物的浓度增大程度大些，平衡正向移动，故答案为：向正反应方向；

③最终达到化学平衡时，Cl2的体积分数与上述第6min时Cl2的体积分数相同，即与开始平衡为等效平衡，完全转化到左边满足Cl2浓度为1.2mol/L、CO浓度为1.0mol/L，则：0.7ol/L+c（COCl2）=1.2mol/L，c（CO）=0.5mol/L+c（COCl2）=1.0mol/L，故c（COCl2）=0.5mol/L，故答案为：0.5；

④由图1可知，升温平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，所以温度高，平衡常数减小，故答案为：减小；

⑤根据图象，第8min反应处于平衡状态，在第10分钟时是改变温度使平衡向逆反应方向移动，由④升温平衡向逆反应方向移动，可知正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，故T（8）＜T（15），故答案为：＜；

（3）①反应前气体的化学计量数为4，反应后计量数之和为5，正反应是混乱度增加的反应，所以△S＞0；根据①、②图象可知，达到平衡后升高温度后，氮氧化物的转化率减小，说明升高温度平衡向着逆向移动，正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＞；＜；

②A、催化剂不会影响转化率，只影响反应速率，所以第②种催化剂和第①种催化剂对转化率没有影响，故A错误；B、该反应为体积增大的反应，增大压强，平衡向着逆向移动，所以压强对脱氮率有影响，故B错误；C、由图象可知，催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮，其催化活性最好，故C正确；故选C；

③由NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O可知，混合气体要能够完全与氢氧化钠反应，≤1；标准状况下VLNO2和NO的混合气体恰好与100mLNaOH溶液反应，则n（N）=n（NaOH）==mol，c（NaOH）==mol/L，反应生成的NaNO2属于强碱弱酸盐，水解显碱性，故答案为：≤1； mol/L；碱 。

考点：考查了化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等相关知识。