Question

【题目】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、碳氧化物含量显得尤为重要．
（1）氮氧化物研究 （i）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），下列各项能说明该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1molO2 ， 同时生成2molNO2
（ii）在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图1所示，根据图像判断反应N2（g）+O2（g）2NO（g）的△H0（填“＞”或“＜”）．
（iii）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一．汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图2：出该反应的热化学方程式： ．
（2）碳氧化物研究 （i）在体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如图3所示，现将3molNH3和2molCO2放入容器中，移动活塞至体积V为2L，用铆钉固定在A、B点，发生合成尿素的总反应如下：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率，得到如下数据：

	10min	20min	30min	40min
T1	30%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根据上表数据，请比较T1T2（选填“＞”、“＜”或“=”）；T2℃下，第30min 时，a1= ， 该温度下的化学平衡常数为 ．
②T2℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动，再向容器中通人6molCO，此时v（正）v （逆）（选填“＞”、“＜”或“=”），判断的理由是 ．
（ii）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染．常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/LBa（OH）2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣），则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=（用含a和b的代数式表示）

Answer 1

【答案】
（1）abc；＞；N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183kJ?mol﹣1
（2）＞；50%；4；＜；拔去铆钉，容器是在同温同压下进行，体积之比等于物质的量之比，当冲入6molCO，假设平衡不移动，此时容器的体积为6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移动，v（正）＜v（逆）；
【解析】解：（1）（i）恒容密闭容器中发生反应：2NO（g）+O2（g）2NO2（g），a．反应是个气体体积改变的反应，恒容容器，压强改变，平衡时，体系压强保持不变，故正确；
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度保持不变，达到平衡，故正确；
c．NO和O2的起始物质的量相等，但化学计量数不同，变化量就不相同，如果没有达到平衡，NO和O2 的物质的量之比会发生改变，不发生改变说明到达了平衡，故正确；
d． O2 是反应物，NO2是生成物，不管在任何时候都有每消耗1 molO2同时生成2 molNO2 ， 故错误，
故选：abc；（ii）由图可知先达到平衡所用时间较短的温度较高，且此温度下氮气的体积分数较小，说明温度升高后，反应正向移动，故反应为吸热反应；
所以答案是：＞；（iii）该反应中的反应热=反应物的键能和﹣生成物的键能和=（945+498）kJ/mol﹣2×630kJ/mol=+183kJ/mol，热化学方程式为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
所以答案是：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183 kJmol﹣1；
·（2）（i）①升高温度，化学反应速率加快，10min内，T2时CO转化率大于T1时，故T2＞T1；
T2℃下，10min时CO2转化率为35%，20min时CO2转化率为50%，10﹣20min只转化15%，说明20min时已达平衡状态，故第30min时，CO2转化率为50%；
T2℃下，

	CO（g）+	2H2（g）	═	CH3OH（g）
起始（mol）	2	3		0
转化（mol）	1	2		1
平衡（mol）	1	1		1

化学平衡常数K= =4；
所以答案是：＞；50%；4；②拔去铆钉，容器是在同温同压下进行，体积之比等于物质的量之比，当冲入6molCO，假设平衡不移动，此时容器的体积为6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移动，v（正）＜v（逆）；
所以答案是：＜；拔去铆钉，容器是在同温同压下进行，体积之比等于物质的量之比，当冲入6molCO，假设平衡不移动，此时容器的体积为6L，Qc= = ＞K，故平衡逆向移动，v（正）＜v（逆）；（ii）反应平衡时，2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣）=bmol/L，据电荷守恒，溶液中c（H+）=c（OH﹣）=10﹣7mol/L，溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K= = = ；
所以答案是： ．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．