a．容器内压强不再改变 b．容器内气体的密度不再改变 c．容器内气体的平均摩尔质量不再改变 d．容器内各物质的物质的量相等 解析：(1)曲线的斜率越大, 速率越大。
(2)曲线Ⅰ与实线相比较, 起点相同, 达到平衡所用的时间短, 反应速率加快, 且平衡时n(H2)大, 改变的条件应是升高温度, 使平衡左移；曲线Ⅱ与实线相比较, 起点相同, 达到平衡所用的时间短, 反应速率加快, 且平衡时n(H2)小, 改变的条件应是增大压强, 使平衡右移。
(3)反应CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol是正反应气体体积
减小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变, 说明气体的总物质的量不再改变, a、c符合题意；容器的体积不变, 质量不变, 密度始终不变, b不符合题意；容器内各物质的物质的量相等, 不一定达到平衡, d不符合题意。
答案：(1)a (2)升高温度 增大压强 (3)ac 11．(14分)(2018·浙江11月选考)
合成氨工艺(流程如图1所示)是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈13
伯(F·Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为N2(g)＋H2(g)
22ΔH(298 K)＝－46.2 kJ·mol。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(表示吸附态)： 化学吸附：N2(g)→2N；H2(g)表面反应：N＋H脱附：NH3
*
*
*
*
*
－1
NH3(g)
2H
*
*
*
NH；NH＋H
*
NH2；NH2＋H
***
NH3
*
NH3(g)
其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢, 决定了合成氨的整体反应速率。 请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有________。 A．低温
B．高温 C．低压
D．高压 E．催化剂
(2)标准平衡常数K＝
pNH3/p50.51.5, 其中p为标准压强(1×10Pa), pNH3、pN2和
(pN2/p)(pH2/p)
pH2为各组分的平衡分压, 如pNH3＝xNH3p, p为平衡总压, xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分
数。
①N2和H2起始物质的量之比为1∶3, 反应在恒定温度和标准压强下进行, NH3的平衡产率为ω, 则K＝________(用含ω的最简式表示)。
②下图中可以示意标准平衡常数K随温度T变化趋势的是________。
(3)实际生产中, 常用工艺条件：Fe做催化剂, 控制温度773 K、压强3.0×10 Pa, 原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由：___________________________________ ___________________________________________________________________________ _________________________________________________________。 ②关于合成氨工艺的下列理解, 正确的是________。 A．合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B．控制温度(773 K)远高于室温, 是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率 C．当温度、压强一定时, 在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体, 有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化, 不断将液氨移去, 利于反应正向进行 E．分离空气可得N2, 通过天然气和水蒸气转化可得H2, 原料气须经过净化处理, 以防止催化剂中毒和安全事故发生
解析：(1)根据勒夏特列原理, 对于制备氨的反应, 加压或降温有助于平衡正向移动。 (2)①设初始氮气为x mol, 氢气为3x mol。 13
N2(g)＋H2(g)
22
NH3(g)
7
初始/mol x 3x 0 转化/mol xω 3xω 2xω
平衡/mol x(1－ω) 3x(1－ω) 2xω 计算体积分数, 代入公式, 得K＝
4ω(2－ω)33(1－ω)
2
。
②K随温度增大而减小, 而且根据K表达式可知K与T不是线性关系, 故选A。 (3)①根据题意, 从提高转化率和提高反应速率角度来分析, 原料中的氮气易得, 适度过量有利于提高氢气的转化率；氮气在铁催化剂上的吸附分解是决定反应速率的步骤, 适度过量有利于提高整体的反应速率。
②B项, 升温会使平衡逆向移动, 平衡转化率减小；C项相当于减小了分压, 平衡逆向移动, 平衡转化率减小。
4ω(2－ω)
答案：(1)AD (2)① ②A 2
33(1－ω)
(3)①原料气中N2相对易得, 适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附分解是决速步骤, 适度过量有利于提高整体反应速率 ②ADE
12．(14分)(2019·石家庄高三模拟)汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质, 已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素, 汽缸中生成NO的原因为____________________ _________________________________________________________；
(用化学方程式表示, 为可逆反应)；汽车启动后, 汽缸内温度越高, 单位时间内NO排放
量
越
大
,
试
分
析
其
原
因
：
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2, 反应原理为2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密
闭容器中, 分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO, 在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变), 反应体系总压强随时间的变化如图所示：
①实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)＝____________________。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v(NO)由大到小的顺序为____________(填实验序号)。
③与实验Ⅱ相比, 实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件, 所改变的条件和判断的理由分别为
实验Ⅰ_________________________________________________________； 实验Ⅲ_________________________________________________________。
④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为_________________________________________________________。
⑤实验Ⅲ的平衡常数K＝________。
解析：(1)氮气与氧气在高温下反应生成NO, 反应方程式为N2＋O2
高, 反应速率加快, 单位时间内NO排放量大。
(2)①设参加反应的NO为x mol, 则： 2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g)
高温
2NO；温度升
开始(mol) 0.4 0.4 0 0 转化(mol) x x x 0.5x 平衡(mol) 0.4－x 0.4－x x 0.5x
恒温恒容条件下, 压强之比等于物质的量之比, 则(0.4＋0.4)∶(0.4－x＋0.4－x＋x0.35 mol
5 L－3－1－1
＋0.5x)＝320∶250, 解得x＝0.35, 故v(NO)＝＝1.75×10mol·L·min。②
40 min反应速率越快, 到达平衡时间越短, 由图可知反应速率：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ。③对比Ⅱ、Ⅰ可知, Ⅰ到达平衡时间缩短且起始压强增大, 应是升高温度；对比Ⅱ、Ⅲ可知, 起始和平衡时压强均不变, Ⅲ到达平衡时间缩短, 应是使用催化剂。④根据③中分析可知, Ⅱ、Ⅲ相比, 平衡不移动, 故CO转化率不变, 即αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)。Ⅰ与Ⅱ相比, Ⅰ中温度较高, 正反应为放热反应, 平衡向逆反应方向移动, CO的转化率减小, 即αⅠ(CO)＜αⅡ(CO), 故转化率αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO)。⑤Ⅱ、Ⅲ温度相同, 平衡常数相同, 结合①中计算可知平衡时NO浓度为0.01 mol·L, CO浓度为0.01 mol·L, CO2的浓度为0.07 mol·L, N2的浓
－1
－1
－1
c2(CO2)·c(N2)0.072×0.035度为0.035 mol·L, 平衡常数K＝2＝＝17 150。
c(NO)·c2(CO)0.012×0.012
－1
答案：(1)N2＋O2
－3
高温
2NO 温度升高, 反应速率加快
－1
－1
(2)①1.75×10 mol· L·min ②Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ
③升高温度；达到平衡的时间比Ⅱ缩短, 起始压强增大 加催化剂；达到平衡的时间比Ⅱ缩短, 平衡没有移动 ④αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)＞αⅠ(CO) ⑤17 150
13．(15分)(2016·高考全国卷Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx, 形成酸雨、污染大气, 采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：
(1)NaClO2的化学名称为________________。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气, 反应温度为323 K, NaClO2溶液浓度为5×10mol·L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 SO4 －12－－3
－1
SO3 6.87× 10 －62－NO3 1.5× 10 －4－NO2 1.2× 10 －5－Cl 3.4× 10 －3－c/(mol·L) ①写出8.35× 10 －4NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：___________________________________________________________________________。
增加压强, NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行, 吸收剂溶液的pH逐渐________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知, 脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同, 还可能是______________________________。
(3)在不同温度下, NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知, 反应温度升高, 脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO2＋2SO3===2SO4＋Cl的平衡常数K表达式为____________________。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2, 也能得到较好的烟气脱硫效果。 ①从化学平衡原理分析, Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_____________________ _________________________________________________________。 ②已知下列反应：
SO2(g)＋2OH (aq) ===SO3 (aq)＋H2O(l) ΔH1 ClO (aq)＋SO3(aq)===SO4(aq)＋Cl(aq) ΔH2 CaSO4(s)===Ca(aq)＋SO4(aq) ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca(aq)＋ClO(aq)＋2OH (aq) === CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl (aq)的ΔH＝_________________________________________________________。
解析：(1)NaClO2中氯元素的化合价为＋3, NaClO2的名称是亚氯酸钠。(2)①NaClO2溶液脱硝过程中, NO转化为NO3、NO2, 主要转化为NO3, 书写离子方程式时运用得失电子守
－
－
－
2＋
－
－
－
2＋
2－
－
2－
2－
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－
2－
－
2－
2－
－
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