Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體．
（1）4CO（g）+2NO₂（g）═4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1 200kJ?mol^-1
對于該反應(yīng)，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，下列圖象正確的是

 

（填代號）．
（2）汽車尾氣中CO與H₂O（g）在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．
820℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K=1.0．

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

．
②平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是

 

．比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙

 

甲；丙

 

甲（填“＞”、“=”或“＜”）．
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度

 

（填“升高”或“降低”），平衡常數(shù)K

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用,體積百分含量隨溫度、壓強(qiáng)變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）該反應(yīng)中焓變小于0，為放熱反應(yīng)，升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，且反應(yīng)向著逆向進(jìn)行，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小、一氧化碳的體積含量減小，據(jù)此對各圖象進(jìn)行判斷；
（2）①根據(jù)該反應(yīng)方程式及平衡常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行解答；
②根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素以及化學(xué)平衡移動的方向來判斷即可；
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若增大一氧化碳轉(zhuǎn)化率，必須使平衡向著正向移動，所以應(yīng)該降低溫度；由于平衡向著正向移動，所以生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，化學(xué)平衡常數(shù)增大．

解答： 解：（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大，都應(yīng)該離開原來的速率點，圖象與實際情況不相符，故甲錯誤；
升高溫度，反應(yīng)向著逆向進(jìn)行，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)速率加快，圖象與實際反應(yīng)一致，故乙正確，
壓強(qiáng)相同時，升高溫度，反應(yīng)向著逆向移動，一氧化氮的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該增大，圖象與實際不相符，故丙錯誤，
故答案為：乙；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K═

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，
故答案為：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；
②設(shè)甲容器中CO消耗的物質(zhì)的量為x，
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0.1      0.1       0       0
變化量：x         x        x       x
平衡量：0.1-x     0.1-x     x        x
則K=

x2

(0.1-x)2

=1，
解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=

0.5mol

1.0mol

×100%=50%；
根據(jù)投料情況知道，乙相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上增加了水蒸氣的投料，所以會使得一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對于化學(xué)反應(yīng)前后系數(shù)和不變的反應(yīng)來說，建立的平衡是等效的，所以兩種情況下，轉(zhuǎn)化率是相等的，
故答案為：50%；＞；=；
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，需要使化學(xué)平衡向著正向移動，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，要增大一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該降低溫度；由于平衡向著正向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大，
故答案為：降低；增大．

點評：本題目綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響因素以及有關(guān)化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計算等方面的知識，題目難度中等，注意明確影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素，掌握化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計算方法．