Question

研究NO₂、SO₂ 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生如下反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是_____________。

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.NO和O₂的物质的量之比保持不变

D.每消耗1 molO₂同时生成2 molNO

（2）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H₂，发生反应CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，达平衡后测得各组分浓度：

物质	CO	H2	CH3OH
浓度（mol/L）	0.9	1.0	0.6

回答下列问题：

①混合气体的平均相对分子质量=_________________。

②平衡常数K=__________________。

③若将容器体积压缩为1L，不经计算，预测新平衡中c(H₂)的取值范围是__________。

④若保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH，此时v_正______v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer

A、B、C、D 18.56 0.67 1mol/L＜c(H2)＜2mol/L =

【解析】

（1）A.该反应两边的化学计量数不相等，在反应没有达到平衡时，气体的物质的量会发生改变，体系的压强也要改变，如果压强不变说明气体的生成与消耗速率相等，反应达到了平衡，A项正确；

B.反应中NO2是有色气体，颜色不变说明NO2的浓度不再改变，则反应达到了平衡，B项正确；

C.NO和O2的起始物质的量相等，但化学计量数不同，变化量不相同，如果没有达到平衡，NO和O2的物质的量之比会发生改变，不发生改变说明达到了平衡，C项正确；

D. 每消耗1 molO2同时生成2 molNO，正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡，D项正确；

故选ABCD；

（2）①由表中数据知，CO、H2、CH3OH的物质的量分别是1.8mol、2mol、1.2mol，质量分别为1.8mol×28g/mol=50.4g、2mol×2g/mol=4g、1.2mol×32g/mol=38.4g，则混合气体的平均相对分子质量等于==18.56g/mol，因此平均相对分子质量是18.56；

②平衡常数K= =≈0.67；

③若将容器体积压缩为1L，该瞬间H2的浓度变为2mol/L，压缩容器使得压强变大，结合CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)中的化学计量数知，平衡右移，氢气的浓度变小，根据勒夏特列原理知，平衡时的氢气的浓度范围为1mol/L＜c(H2)＜2mol/L；

④根据题给数据：（单位mol/L）

CO

2H2

CH3OH

原平衡各组分浓度

0.9

1.0

0.6

再充入浓度

0.3

0

0.2

充入后各组分浓度

1.2

1.0

0.8

Qc===0.67=K，说明此时化学反应仍处平衡状态，则v正=v逆。