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6.2016年12月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染.汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因.
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$    N2(g)+2CO2(g)△H<0,在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1时刻达到平衡状态.
①能判断该反应达到平衡状态的标志是CD.
A.在单位时间内生成1molCO2的同时消耗了1molCO  B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变   D.混合气体的压强不再变化
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件.请在图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有增大压强或向容器中充入CO气体.(任写1个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应为C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△HZZ=+131.3kJ•mol-1
①该反应在高温下能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”).
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为CO32-+H2S=HCO3-+HS-.(已知:H2S:Ka1=9.1×10-8;Ka2=1.1×10-12.H2CO3:Ka1=4.3×10-7;Ka2=5.6×10-11.)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是a<b.
②若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,则此时V<V(填“<”,“>”,“=”).

分析 (1)①A.在单位时问内生成1mol CO2的同时消耗了1mol CO,从反应开始到平衡,都符合这等量关系;
B.混合气体的密度不再改变,体积不变,反应体系都是气体,从反应开始到平衡,密度始终不变;
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明各物质的物质的量不变,达平衡状态;
D.混合气体的压强不再变化,说明各物质的物质的量不变,达平衡状态;
②将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,相当于减小压强,正逆反应速率都比原来的小,平衡逆向移动,所V正<V逆;
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,外界条件增强,平衡正向移动;
(2)①根据△G=△H-T△S判断,△G<0,反应自发进行;
②根据碳酸和氢硫酸的两步电离平衡常数进行比较氢硫酸与碳酸、碳酸氢根离子离子酸性大小,从而得出反应产物,写出反应的离子方程式;
(3)①第二组温度比第一组高,反应物物质的量比第一组减半,但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少,表明该反应为放热反应;依据图表数据列式计算平衡浓度,如果a=b两者的转化率相等,CO的转化率大于水蒸气,相当于加入水蒸气,平衡正向移动;
③依据浓度商和平衡常数比较分析判断.

解答 解:(1)①A.在单位时问内生成1mol CO2的同时消耗了1mol CO,从反应开始到平衡,都符合这等量关系,故A不选;
B.混合气体的密度不再改变,体积不变,反应体系都是气体,从反应开始到平衡,密度始终不变,故B不选;
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明各物质的物质的量不变,达平衡状态,故C选;
D.混合气体的压强不再变化,说明各物质的物质的量不变,达平衡状态,故D选;
故答案为:CD;
②将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,相当于减小压强,正逆反应速率都比原来的小,平衡逆向移动,所V正<V逆,故图象为:,故答案为:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,外界条件增强,平衡正向移动,措施是增大压强或向容器中充入CO气体,
故答案为:增大压强或向容器中充入CO气体;
(2)①由热化学反应方程式可知,该反应为焓增、熵增过程,即△H>0、△S>0,必须满足△G=△H-T△S<0反应才能自发进行,所以在高温下能够自发进行,
故答案为:高温;
②由于Ka2=5.61×10-11<Ka1=9.1×10-8<Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11>Ka2=1.1×10-12,所以氢硫酸能够与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠,反应的离子方程式为:CO32-+H2S=HCO3-+HS-
故答案为:CO32-+H2S=HCO3-+HS-
(3)①如果a=b两者的转化率相等,CO的转化率大于水蒸气,相当于加入水蒸气,平衡正向移动,则a<b,
故答案为:a<b;
②由实验2计算平衡常数,
            H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始 0.5mol/L     1mol/L               0          0
转化 0.2mol/L   0.2mol/l      0.2mol/l     0.2mol/l
平衡 0.3mol/L 0.8mol/L    0.2mol/l      0.2mol/l
K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.8}$=0.167,按10mol C0,5mol H20,2mol C02,5mol H2加入该容器,
Qc=$\frac{\frac{2}{2}×\frac{5}{2}}{\frac{10}{2}×\frac{5}{2}}$=0.2>K
反应逆向进行,v(正)<v(逆),
故答案为:<.

点评 本题考查化学平衡和化学反应速率等知识,做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算,此为化学平衡常考查问题.

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