Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=－681.8kJ·mol－1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

	0	10	20	30	40	50
O2	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO2	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

0~10min内，平均反应速率υ(O2)__ mol·L－1·min－1；当升高温度，该反应的平衡常数K_____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=－34.0kJ·mol－1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大，其原因为__________；在1100K时，CO2的体积分数为_____。

(3)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___ [已知：气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]。

(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－746.8k·mol－1，生成无毒的N2和CO2。实验测得，υ正=k正·c2(NO)·c2(CO)，υ逆=k逆·c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数___(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则=_____。

Answer 1

【答案】0.021 减小 1050K前反应末达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 20% 4 < 或0.25

【解析】

（1）先算Δc(O2)，再算速率，再根据温度变化影响平衡移动得出。

（2）在1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快；根据题意假设加入1 mol NO，再根据转化率进行计算，得出体积分数。

（3）先假设加入1mol NO，根据平衡时转化率得到n(NO)、n(N2)、n(CO2)，再算出各物质的平衡分压，再根据压强平衡常数计算。

（4）①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。

②当反应达到平衡时，υ正=υ逆，先计算平衡时c(CO)、c(NO)、c(N2)、c(CO2)，再计算比值。

（1）在010min内，Δc(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L，故；正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，故化学平衡常数K减小，故答案为：0.021；减小。

(2)在1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；达到平衡后，升高温度，平衡向左移动，NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入1 mol NO，在1100 K时，α(NO)= 40%，则Δn(NO)=0.4 mol，故n(CO2)=0.2 mol，由于反应前后气体的总物质的量不变，故混合气体中CO2的体积分数为，故答案为：1050K前反应末达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；20%。

（3）根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入1mol NO，在1050K时，α(NO)=80%，平衡时，n(NO)=0.2mol，n(N2)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，各物质的平衡分压为，，，故反应的化学平衡常数，故答案为：4。

(4)①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数；

②当反应达到平衡时，υ正=υ逆，故，根据热化学方程式可知，平衡时c(CO)=c(NO)=0.6mol/L，c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，故，故答案为：0.25。