Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。

(1)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH＜0

①一定條件下，將體積比為1∶2的NO、CO氣體置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___(填字母)。

A．體系壓強保持不變 B．混合氣體顏色保持不變

C．N2和CO2的體積比保持不變 D．v正(CO)＝2v逆(N2)

②20min時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如下圖所示的變化，則改變的條件可能是______(填字母)。

A．加入催化劑　 B．降低溫度　 C．增加CO2的量 D．縮小容器體積

(2)在一定條件下，將SO2和NO2通入絕熱恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)+NO2(g) SO3(g) +NO(g)，正反應(yīng)速率隨時間變化如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是__(填字母)

A．反應(yīng)在c點達(dá)到平衡狀態(tài)

B．反應(yīng)物濃度：b點小于c點

C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

D．△t1=△t2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段

(3)采用一種新型的催化劑（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2可制備二甲醚(DME)。觀察圖回答問題。

催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為__________時最有利于二甲醚的合成。

(4)工業(yè)上可以用CO和H2生產(chǎn)燃料甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=－92.9kJ/mol，300℃，在容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器		甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量		1molCO、2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平衡 時的 數(shù)據(jù)	CH3OH濃度/mol·L-1	c1	c2	c3
	反應(yīng)的能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
	體系壓強/Pa	p1	p2	p3
	反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

下列說法中正確的是____________

A．2c1>c3 B．a(chǎn)+b=92.9 C．2p2<p3 D．α1+α3<1

Answer 1

【答案】ADBD2.0BD

【解析】

（1）①A．反應(yīng)總氣體分子數(shù)發(fā)生改變，隨著反應(yīng)進(jìn)行壓強改變，所以體系壓強保持不變可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A選；B．NO，CO，N2，CO2均為無色氣體，混合氣體沒有顏色，所以不能根據(jù)顏色判斷化學(xué)平衡，故B不選；C．N2和CO2均為產(chǎn)物，在不增加產(chǎn)物的前提下，二者體積比始終為1：2，所以N2和CO2的體積比保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，故C不選；D．CO是反應(yīng)物，N2是產(chǎn)物，v正(CO)＝2v逆(N2)，表示正、逆反應(yīng)速率相等，可以說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡，故D選，故答案為：AD；

②A．催化劑不改變化學(xué)平衡，不影響N2的濃度，故A不選；B．反應(yīng)放熱，降低溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，所以使N2的濃度增大，故B選；C．增大CO2的濃度的瞬間，不影響N2的濃度，平衡逆向移動，隨后N2的濃度減小，故C不選；D．縮小容器體積，N2的濃度突然增大，與圖像不符，故D不選；故答案為：B；

（2）A．正反應(yīng)速率v正不變時，才說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，所以c點不是化學(xué)平衡點，故A錯誤；B．從b點到c點，v正在增大，反應(yīng)仍在正向進(jìn)行，消耗反應(yīng)物使反應(yīng)物濃度降低，所以反應(yīng)物濃度：b點大于c點，故B錯誤；C．反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，正反應(yīng)速率先增大，達(dá)到最大值后降低，說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，開始階段體系溫度升高，增大化學(xué)反應(yīng)速率，之后放熱不利于反應(yīng)正向進(jìn)行且反應(yīng)物濃度降低的作用會使得正反應(yīng)速率降低，對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故C錯誤；D．相同時間間隔內(nèi)，平均反應(yīng)速率越大，說明正反應(yīng)進(jìn)行程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高，根據(jù)圖像，a～b段化學(xué)反應(yīng)平均速率小于b～c段化學(xué)反應(yīng)平均速率，所以SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，故D正確；故答案為：D；

（3）根據(jù)DME選擇性高低和CO轉(zhuǎn)化率選擇合適的催化劑，從圖像看出，n(Mn)/n(Cu)=2.0時，DME選擇性和CO轉(zhuǎn)化率較高，所以n(Mn)/n(Cu)=2.0時比較合適，故答案為：2.0；

（4）A．甲裝置中充入1molCO和2molH2，完全反應(yīng)生成1molCH3OH，乙裝置充入1molCH3OH，所以甲乙兩裝置為等效平衡，平衡點是一樣的，所以c1=c2，丙裝置充入2molCH3OH，相當(dāng)于對乙容器加壓，若平衡不發(fā)生移動，則有c3=2c1，而加壓有利于平衡正向移動，所以c3＞2c1，故A錯誤；B．1molCO和2molH2完全反應(yīng)時能量變化為|△H|，甲和乙相當(dāng)于是互補的，二者平衡點一致，一個從反應(yīng)物開始到達(dá)平衡點，一個從生成物到達(dá)平衡點，所以a+b=|△H|，故B正確；C．反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系壓強降低，甲乙為等效平衡裝置，平衡時體系壓強相等，則有p1=p2，丙容器相當(dāng)于加壓，若平衡不發(fā)生移動，則有p3=2p2，而加壓有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)正向進(jìn)行的結(jié)果是壓強降低，但平衡移動不可抵消，所以p2＜p3＜2p2，故C錯誤；D．甲和乙相當(dāng)于互補裝置，二者到達(dá)相同的平衡點時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也互補，總和為1，則有α1+α2=1，丙裝置相當(dāng)于加壓，最終不利于反應(yīng)逆向進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率降低，所以α3＜α2，所以α1+α3<1，故D正確；故答案為：BD。