Question

【题目】雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一．已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：①N2（g）+O2（g）2NO（g）△H1=a kJmol﹣1
②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H2=b kJmol﹣1
③CO（g）+ O2（g）CO2（g）△H3=c kJmol﹣1
④2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H4
请回答下列问题：
（1）根据反应①②③，确定反应④中△H4=kJmol﹣1 ．
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的Kp=（用表达式表示）．
（3）下列情况能说明反应②已达平衡状态的是（填编号）．
A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了1mol NO
B.在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C.在恒温恒压的容器中，容器的体积保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）反应③在（填“高温”或“低温”）下不利于自发进行．
（5）探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图所示的曲线．试分析实际化工生产中不采用高压的原因
（6）探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中 的比值、温度的关系，得到如图2所示的曲线． ①在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是 ．
②若保持其他条件不变，请在图2中，画出温度为T2（T2＜T1）时的变化趋势曲线 ．

Answer 1

【答案】
（1）2c﹣a
（2）
（3）CD
（4）高温
（5）常压下NO的转化率已经较高，并且高压要增加成本
（6）Z＞Y＞X；
【解析】解：（1）根据盖斯定律，反应②×2﹣③即得，确定反应④2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H4=（2c﹣a）KJ/mol，所以答案是：2c﹣a；（2）根据反应①的方程式得出Kp= ，所以答案是：Kp= ；（3）A．单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了1mol NO，都是正反应，故不能说明达到平衡状态，故A错误；B．依据ρ= ，气体的总质量一定，体积一定，故密度保持不变，故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态，故B错误；C．2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）为反应前后气体体积改变的反应，在恒温恒压的容器中，容器的体积保持不变，可以证明反应达到平衡状态，故C正确；D．混合气体的容器中，容器的体积保持不变，依据M= ，气体的总质量不变，2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）为反应前后气体体积改变的反应，则物质的量n改变，平均摩尔质量未到达平衡前始终变化，只有达到平衡才能保持不变，所以可以证明反应达到平衡状态，故C正确；
故选：CD；（4）反应CO（g）+ O2（g）CO2（g）为放热的、熵减小的反应，要使△H﹣T△S＜0，则高温时不利于自发进行，所以答案是：高温；（5）根据图象分析，常压下NO的转化率已经较高，并且高压转化率增加不大，但增加成本较大，所以答案是：常压下NO的转化率已经较高，并且高压要增加成本；（6）①温度一定，随反应物NO、CO的起始物质的量比增大，X﹣Y反应正向进行，一氧化碳的转化率X＜Y，Y﹣Z平衡正向进行，一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率，则Y＜Z，X、Y、Z三点，CO的转化率的从大到小的顺序Z＞Y＞X，所以答案是：Z＞Y＞X；②根据图象1分析，温度越低NO的平衡转化率越大，说明该反应为放热反应，所以温度越低，平衡时二氧化碳的体积分数也越大，又T2＜T1 ， 所以温度为T2时的变化趋势曲线为： ，所以答案是： ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，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），以及对化学平衡状态的判断的理解，了解状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．