Question

雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一．已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

①N₂（g）+O₂（g）⇌ 2NO（g）△H₁=a kJ•mol^﹣1

②2NO（g）+O₂（g）⇌ 2NO₂（g）△H₂=b kJ•mol^﹣1

③CO（g）+1/2O₂（g）⇌ CO₂（g）△H₃=c kJ•mol^﹣1

④2CO（g）+2NO（g）⇌ N₂（g）+2CO₂（g）△H₄

请回答下列问题：

（1）根据反应①②③，确定反应④中△H₄ =          kJ•mol^﹣1。

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数K_p时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的K_p=                  （用表达式表示）．

（3）下列情况能说明反应②已达平衡状态的是          （填编号）．

A．单位时间内生成1mol NO₂的同时消耗了lmol NO

B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变

（4）探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图1所示的曲线．试分析实际化工生产中不采用高压的原因                                          。

（5）探究反应④中平衡时CO₂的体积分数与反应物中的比值、温度的关系，得到如图2所示的曲线。

①在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是          。

②若保持其他条件不变，请在图2中，画出温度为T₂（T₂＜T₁）时的变化趋势曲线．

Answer

（1）2c﹣a（2）（3）CD（4）常压下NO的转化率已经较高，并且高压要增加成本．（5）Z＞Y＞X

【解析】

试题分析：（1）①N2（g）+O2（g）⇌ 2NO（g）△H1=a kJ•mol﹣1②2NO（g）+O2（g）⇌ 2NO2（g）△H2=b kJ•mol﹣1③CO（g）+1/2O2（g）⇌ CO2（g）△H3=c kJ•mol﹣1④2CO（g）+2NO（g）⇌ N2（g）+2CO2（g）△H4，根据盖斯定律，③×2-①得④2CO（g）+2NO（g）⇌ N2（g）+2CO2（g），则④中△H4 =(2c﹣a)kJ•mol﹣1；

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的Kp=；

（3）对于反应2NO（g）+O2（g）⇌ 2NO2（g）A．单位时间内生成1mol NO2是正反应，消耗了lmol NO也是正反应，不能说明反应已达平衡状态，A错误；B．混合气体的总质量和总体积不变，混合气体的密度一直保持不变，则当密度不变时，不能说明反应已达平衡状态，B错误；C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化说明体系温度不再变化，则反应已达平衡状态，C正确；D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变，说明NO的量不再发生改变，则反应已达平衡状态，D正确；答案选CD；

（4）由图可知，常压时NO的转化率已经很高，增大压强对设备的要求很高，增加成本，所以实际化工生产中不采用高压；

（5）①随着n(NO)/n(CO)的不断增大，平衡正向移动，则CO的转化率从大到小的顺序是Z＞Y＞X；

②由图1可知，温度越高，NO的平衡转化率越低，说明升温，平衡逆向移动，则正反应是放热反应，所以降温，平衡正向移动，CO2的体积分数增大，如图所示

考点：盖斯定律，平衡移动的原理