Question

【題目】研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義，請(qǐng)回答下列問題：
（1）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO2和1mol O2發(fā)生反應(yīng)，則下列說法正確的是 ．
A.若反應(yīng)速率v（SO2）﹦v（SO3），則可以說明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B.保持溫度和容器體積不變，充入2mol N2 ， 化學(xué)反應(yīng)速率加快
C.平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，則平衡一定右移，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大
D.平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，平衡時(shí)SO2、O2的百分含量減小，SO3的百分含量增大
E.保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2mol SO3 ， 再次平衡時(shí)各組分濃度均比原平衡時(shí)的濃度大
F.平衡后升高溫度，平衡常數(shù)K增大
（2）若某溫度下，SO2（g）+ O2（g）SO3（g）△H=﹣98kJ/mol．開始時(shí)在100L的密閉容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0mol O2（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出196kJ的熱量，該溫度下的平衡常數(shù)K=（用分?jǐn)?shù)表示）．在該溫度下，分別將0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定體積的密閉容器中，當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為60%時(shí)，該反應(yīng)向方向進(jìn)行
（3）在一個(gè)2L的密閉容器中充入一定量的SO3發(fā)生反應(yīng)：其中SO3的變化如下圖所示：從10 min起，壓縮容器為1L，則SO3的變化曲線為（填圖象中的字母序號(hào)）．
（4）反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g）；△H=+57kJmol﹣1 ， 在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示．下列說法正確的是

A.A，C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
B.A，C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺
C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
D.若P2＞P1 ， 則化學(xué)平衡常數(shù)KA＞KC
（5）用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣574KJ/mol
②CH4（g）+4NO （g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=﹣1160KJ/mol
請(qǐng)寫出1molCH4還原NO2生成N2、CO2、H2O氣態(tài)物質(zhì)的熱化學(xué)方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）DE
（2）；逆
（3）c
（4）C
（5）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867kJ/mol
【解析】解：（1）A．若反應(yīng)速率v（SO2）﹦v（SO3），反應(yīng)方向未知導(dǎo)致無法確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N2 ， 氮?dú)獠粎⒓臃磻?yīng)，則反應(yīng)物和生成物濃度不變，平衡不移動(dòng)，則反應(yīng)速率不變，故B錯(cuò)誤；
C．平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，則平衡一定右移，加入的該物質(zhì)轉(zhuǎn)化率降低，其它的氣體反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，故C錯(cuò)誤；
D．平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)物含量降低，生成物含量增大，故D正確；
E．保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2mol SO3 ， 相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)各組分濃度均比原平衡時(shí)的濃度大，故E正確；
F．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故F錯(cuò)誤；
故選DE；（2）1molSO2完全反應(yīng)放出98kJ熱量，則放出196kJ熱量時(shí)消耗二氧化硫2mol，消耗氧氣1mol，開始時(shí)c（SO2）= =0.04mol/L，c（O2）= =0.1mol/L，
該反應(yīng)中SO2（g）+ O2（g）SO3（g）
開始（mol/L）0.04 0.1 0
反應(yīng)（mol/L）0.02 0.01 0.02
平衡（mol/L）0.02 0.09 0.02
化學(xué)平衡常數(shù)K= = = ；
在該溫度下，分別將0.2mol/L 的SO2 和0.1mol/L O2放入固定體積的密閉容器中，當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為60%時(shí)，
剩余的c（SO2）=0.2mol/L×（1﹣60%）=0.08mol/L，c（O2）=0.1mol/L﹣0.2mol/L×60%× =0.04mol/L，生成的c（SO3）=0.2mol/L×60%=0.12mol/L，
濃度商= =7.5＞ ，平衡逆向移動(dòng)，
所以答案是： ；逆；（3）在一個(gè)2L的密閉容器中充入一定量的SO3發(fā)生反應(yīng)：其中SO3的變化如下圖所示：從10 min起，壓縮容器為1L，容器體積減小導(dǎo)致10min時(shí)c（SO3）增大但n（SO3）不變，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，n（SO3）逐漸增大，所以選c，所以答案是：c；（4）A．A點(diǎn)壓強(qiáng)小于C點(diǎn)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，所以反應(yīng)速率A＜C，故A錯(cuò)誤；
B．增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，但C點(diǎn)二氧化氮濃度大于A點(diǎn)，所以顏色A點(diǎn)淺、C點(diǎn)深，故B錯(cuò)誤；
C．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，壓強(qiáng)不變，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度二氧化氮含量增大，則應(yīng)該升高溫度，故C正確；
D．化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，A、C點(diǎn)溫度相同則平衡常數(shù)相同，故D錯(cuò)誤；
故選C；（5）將方程式 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣ kJ/mol=﹣867kJ/mol，
所以答案是：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867kJ/mol．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識(shí)，掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等，以及對(duì)化學(xué)平衡的計(jì)算的理解，了解反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．