Question

【题目】（1）严重雾霾天气的产生与汽车排放的NO2(N2O4)、CO、NO等气体有关。回答下列问题：用活性炭处理尾气时还可发生反应：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH=-34.0 kJ·mol1，借助传感器在T1℃测得不同时间点上NO和N2的浓度如下：

时间/min 浓度/mol·L1	0	5	10	15	20	25
NO	1.20	0.74	0.56	0.56	0.63	0.63
N2	0	0.23	0.32	0.32	0.36	0.36

15 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表数据判断改变的条件可能是____(填字母)。

a．适当缩小容器的体积 b．加入适量的活性炭

c．通入适量的NO d．适当升高温度

（2）750K下，在恒容密闭容器中，充入一定量的甲醇，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，若起始压强为101kPa，达到平衡转化率为50.0%，则反应的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应)。

（3）某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时转移电子6 mol。

①若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．CH3OH的质量不变 b．混合气体的平均相对分子质量不再改变

c．v逆(CO)＝2v正(H2) d．混合气体的密度不再发生改变

③在一定压强下，容积为V L的容器充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，ΔH________0。

Answer 1

【答案】ac 50.5KPa(单位可以不带) ＞ 增大 cd 小于 小于

【解析】

（1）15 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，由图表数据分析可知一氧化氮，氮气浓度都增大；

a. 该反应前后是气体体积不变的反应，适当缩小容器的体积，平衡不移动，但气体物质的浓度均增大，a项符合；

b. 加入适量的活性炭，对平衡无影响，b项不符合；

c. 通入适量的NO，平衡正向移动，重新达到平衡后，一氧化氮、氮气的浓度均增大，c项符合；

d. 适当升高温度，平衡逆向移动，一氧化氮浓度增大，氮气的浓度减小，d项不符合；

综上所述，改变的条件可能是ac；

（2）若起始压强为101kPa，达到平衡转化率为50.0%，设起始甲醇物质的量为1mol，可列出三段式：

CH3OH (g) HCHO(g) + H2(g)

起始（mol） 1 0 0

变化（mol） 0.5 0.5 0.5

平衡（mol） 0.5 0.5 0.5

根据恒温恒容时，压强比等于物质的量之比，得到，解得平衡时混合气体的总压强为=151.5kPa，则各气体的分压为：P(CH3OH)=P(HCHO)=P(H2)==50.5kPa，则

（3）①某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，经过5 min后，反应达到平衡，依据化学方程式可知转移电子4mol，消耗CO物质的量为1mol，此时转移电子6mol，则消耗CO物质的量为1.5mol，可列出三段式：

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

起始（mol） 2 5 0

变化（mol） 1.5 3 1.5

平衡（mol） 0.5 2 1.5

平衡浓度（mol/L） 0.25 1 0.75

则平衡常数，若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时c(CO)=1.25mol/L，c(H2)=1mol/L，c(CH3OH)=1.5mol/L，此时反应的浓度商，则反应正向进行，v(正)＞v(逆)；在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，同等程度改变反应物的用量，新平衡与原平衡相比，相当于增大压强，该反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的正反应方向是气体体积减小的反应，因此加压平衡正向移动，一氧化碳的转化率增大；

②该反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)是正反应气体体积减小的反应，反应达到平衡的标志是正逆反应速率相等，各组分含量保持不变，分析选项中变量不变说明反应达到平衡状态。

a. CH3OH的质量不变，说明反应达到平衡状态，a项不符合；

b. 反应前后气体质量不变，反应前后气体物质的量变化，则平均相对分子质量会随着反应的进行变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，b项不符合；

c. 达到化学平衡时，正逆反应速率相等，指的是用同种物质表示的正逆反应速率相等，根据反应速率之比等于化学方程式计量数之比可知，任意时刻均有2v正(CO)=v正(H2),当v正(CO)=v逆(CO)时，达到平衡状态，则应用2v逆(CO)=v正(H2)表示反应达到平衡状态,v逆(CO)＝2v正(H2)不能说明反应达到平衡状态，c项符合；

d. 反应前后气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不发生改变，不能说明反应达到平衡状态，d项符合；

故答案为：cd；

③相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图象知，p1小于p2，温度升高一氧化碳转化率减小，说明升温平衡逆向进行，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0。