Question

近年全国各地雾霾严重，为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。

Ⅰ.氮氧化物的研究

(1)一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是_________（填字母编号）。

A.混合气体的密度保持不变          

B.NO的转化率保持不变

C.NO和O₂的物质的量之比保持不变  

D.O₂的消耗速率和NO₂的消耗速率相等

(2)已知反应2NO(g) N₂(g)+O₂(g)  ΔH<O，在不同条件时N₂的体积分数随时间(t)的变化如图1所示。根据图象可以判断曲线R₁、R₂对应的下列反应条件中不同的是______（填字母序号）。

A.压强         B.温度         C.催化剂

根据图2中的能量变化数据，计算反应2NO(g) N₂(g)+O₂(g) 的ΔH=_____________。

Ⅱ.碳氧化物研究

(3)CO和H₂在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)  ΔH<O ,现在体积为1L的恒容密闭容器(图3甲)中通入1molCO和2molH₂，测定不同时间、不同温度(T)下容器中CO的物质的量，如下表：

	0min	10min	20min	30min	40min
T1	1mol	0.8mol	0.62mol	0.4mol	0.4mol
T2	1mol	0.7mol	0.5mol	a	a

请回答：               

①T₁________T₂（填“>”或“<”或“=”），理由是____________。已知T₂℃时，第20min时容器内压强不再改变，此时H₂的转化率为_________，该温度下的化学平衡常数为______________。

②若将1molCO和2molH₂通入原体积为1L的恒压密闭容器(图3乙)中，在T₂℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为__________；若再向容器中通入1molCH₃OH(g)，重新达到平衡后，CH₃OH(g)在体系中的百分含量_________（填“变大”或“变小”或“不变”）。

(4)一定条件下也可用NaOH溶液与CO反应生成甲酸钠，进一步反应生成甲酸来消除CO污染。常温下将a mol的CO通入2L、bmol/L NaOH溶液中，恰好完全反应生成甲酸钠和含少量甲酸的混合溶液（假设溶液体积不变），测得溶液中c(Na⁺)=c(HCOO^-)，则该混合溶液中甲酸的电离平衡常数Ka=_______（用含a和b的代数式表示）

Answer

BC B -183kJ·mol-1 <1 温度越高，反应速率越快。在其他条件相同时，T2时的反应速率比T1时的反应速率快 50%或0.5 1 1 不变 ×10-7或

【解析】Ⅰ.(1)A、反应物和生成物均为气体，其它条件不变，混合气体的密度始终保持不变，故A错误；B、NO的转化率保持不变，说明正逆反应速率相同，B正确；C、NO和O2的投料比不等于计量数之比，NO和O2的物质的量之比保持不变，说明各物质的量浓度保持不变，故C正确；D、O2的消耗速率和NO2的消耗速率相等时，正逆反应速率不相等，故D错误；故选BC。(2)A、R2对应压强高，加压后平衡正向移动，N2的体积分数应大些，故A错误；B、R2对应的温度高，放热反应，升温后，平衡逆向移动，N2的体积分数应小些，故B正确；C、催化剂对平衡没有影响，故C错误；故选B。根据图2中的能量变化数据，计算反应2NO(g) N2(g)+O2(g) 的ΔH=（６３０×２）kJ·mol-1 －（９４５kJ·mol-1 ＋４９８kJ·mol-1）＝ -183kJ·mol-1

Ⅱ.（３）①T1＜T2，温度越高，反应速率越快。在其他条件相同时，T2时的反应速率比T1时的反应速率快；T2℃时，第20min时容器内压强不再改变，

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

n始/mol 1 2 0

n变/mol 0.5 1 0.5

n平/mol 0.5 1 0.5

c平/mol/L 0.5 1 0.5

H2的转化率为=1mol/2mol×100%=50%,该温度下的化学平衡常数为= ；②温度不变，平衡常数不变，仍为1。若再向容器中通入1molCH3OH(g)，重新达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量不变，相当于逆向建立等效平衡。

(4) 由物料守恒c(HCOOH)+c（HCOO― ）= ，c(Na+)=c(HCOO-)=bmol/L，c(HCOOH)= ，由电荷守恒c(H＋ )=10-7mol/L,K= ×10-7或

点睛：本题综合考查化学平衡的建立，等效平衡，化学平衡常数 的计算，难度较大。(1)化学平衡状态的判断，同一物质的生成速率和分解速率相等，反应体系中各物质的物质的量或者浓度、百分含量、体积分数、质量分数、物质的量分数不再改变两个基本点去判断；Ⅱ.（３）平衡常数的计算，列出三段式，是解题的关键；(4) 由物料守恒c(HCOOH)+c（HCOO― ）= ，c(Na+)=c(HCOO-)=bmol/L，求出c(HCOOH)= ，再由电荷守恒c(H＋ )=10-7mol/L,代入公式计算即可。