综合题15.0分
化学

9.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的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。

Ⅰ.氮氧化物研究

(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 molNO2

(2)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 + O22NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

(3)在T(1)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所示,根据图像判断反应N2(g) + O2(g)2NO(g)的△H________0(填“>”或“<”)。

(3)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,其能量变化如图所示:

写出该反应的热化学方程式:_______________________________________________。

Ⅱ.碳氧化物研究

(1) 在体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如图所示,现将3molH2和2molCO放入容器中,移动活塞至体积V为2L,用铆钉固定在A、B点,发生合成甲醇的反应如下:

测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率,得到如下数据:

①根据上表数据,请比较T1_________T2(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__________。

(2)  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amol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在,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)。

正确答案及相关解析

正确答案

Ⅰ.(1)abc 

解析

Ⅰ.(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和消耗速率相等,反应达到了平衡,故a正确; b.反应体系中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,故b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c正确; d. O2 是反应物,NO2是生成物,不管是否平衡,每消耗1 molO2同时生成2 molNO2,故d错误;

(2)根据图象判断,T2曲线先到达平衡,反应速率大,温度较高,而温度升高,氮气的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度向吸热方向进行,故正反应为吸热反应,△H>0.

(3)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,其热化学方程式为:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+183 kJ·mol-1

Ⅱ.(1)①由表中数据可知,在时间间隔0—10min内,T2温度下一氧化碳的转化率变化较大,所以T2温度较高,即T1<T2

由此可推知,T2℃下(T2温度较高),第30min 时,已经达到平衡状态,a1=a2=50%,

T2℃下,  CO(g)+2H2(g)

考查方向

本题主要考查化学反应中的能量变化、化学平衡等相关知识。

解题思路

熟练掌握并应用影响化学平衡移动的因素。

易错点

影响化学平衡移动的因素记忆不清。

知识点

二氧化硫的污染及治理