Question

【題目】霧霾嚴重影響人們的生活和健康，汽車尾氣的大量排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。己知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應：

①CO(g) +1/2 O2(g)CO2(g) △H1=a kJ·mol-1

②2NO(g) +O2(g)2NO2(g) △H2=b kJ·mol-1

③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=c kJ·mol-1

④2CO(g) +2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H4

請回答下列問題：

(1)寫出反應①的平衡常數(shù)表達式K=___________________。

(2)下列情況能說明反應③已達平衡狀態(tài)的是______________（填編號）。

A.在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變

B.在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數(shù)不再變化

C.在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數(shù)保持不變

D.單位時間內(nèi)生成1mol NO2的同時消耗了lmol NO

(3)根據(jù)上述反應，確定反應④中△H4=__________kJ·mol-1

(4)探究反應④中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到如圖1所示的曲線。試分析實際化工生產(chǎn)中不采用高壓的原因_________________________________________。

(5)其他條件不變時，探究反應④中平衡時CO2的體積分數(shù)與反應物中起始n(NO)/n(CO)的比值的關系，得到如圖2所示的曲線。在X、Y、Z三點中，CO的轉化率從大到小的順序是________________。

(6)據(jù)報道以二氧化碳為原料采用特殊的電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到多種燃料，其原理如圖3所示。其中b極上生成乙烯的電極反應式為___________________________。

Answer 1

【答案】 c(CO2)/［c(CO)·c1/2(O2) ］ B、C （2a-c） 較低壓強時，NO的轉化率已經(jīng)很高，增大壓強，成本增加 Z>Y>X 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O

【解析】(1)反應CO(g) +1/2 O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)表達式K=；

(2)A．密度=，總質量一定，體積一定，故密度一定，故混合氣體的密質不再發(fā)生改變不能說明達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．因為平衡常數(shù)僅與溫度有關，當平衡常數(shù)不再變化，即反應的溫度不變，又在絕熱恒容的容器中，所以反應的平衡常數(shù)不再變化能說明達到平衡狀態(tài)，故B正確；C．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數(shù)保持不變，則反應達平衡，能說明達到平衡狀態(tài)，故C正確；D．單位時間內(nèi)生成1mol NO2的同時消耗了lmol NO，都是正反應，故不能說明達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；故答案為BC；

(3)已知：①CO(g) +1/2 O2(g)CO2(g) △H1=a kJ·mol-1，③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=c kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律，反應①×2-③即得，確定反應④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H4=(2a-c)kJ/mol；

(4)根據(jù)圖象分析，常壓下NO的轉化率已經(jīng)較高，并且高壓轉化率增加不大，但增加成本較大；

(5)溫度一定，隨反應物NO、CO的起始物質的量比增大，X-Y反應正向進行，一氧化碳的轉化率X＜Y，Y-Z平衡正向進行，一氧化氮增大會提高一氧化碳的轉化率，則Y＜Z，X、Y、Z三點，CO的轉化率的從大到小的順序Z＞Y＞X；

(6)電解時，二氧化碳在b極上發(fā)生還原反應生成乙烯，電極反應式為2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。