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1. 深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。

CO用于处理大气污染物的反应为。该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。

(1) 处理该反应(填“吸收”或“放出”)kJ的热量，是该反应的。
(2) 若向某绝热恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和 ， 下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是。(填标号)

a．单位时间内消耗的同时生成

b．体系的压强不再发生变化

c．的体积分数不再变化

d．体系中气体的密度不变

e．CO和的转化率相等
(3) 已知：反应的速率方程为 ， 为速率常数，主要与温度有关。下列措施对反应速率无影响的是_______。(填标号) A. 降温 B. 恒容时，再充入CO C. 恒容时，再充入 D. 恒压时，再充入
(4) 一定温度下，向体积为2L的刚性密闭容器中充入4mol CO和 ， 发生上述反应，测得部分气体的物质的量浓度随时间变化关系如图所示：

①4min时，(正)(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。

②12min时，的转化率是。
【考点】
化学平衡状态的判断;
【答案】

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1.

I．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应

平衡常数

温度/℃

500

800

①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

K3



（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=________(用K1、K2表示)。500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。

（2）对于反应③，在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是___________。

A. n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
B. 容器内压强保持不变
C. H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
D. 容器内的密度保持不变

II．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 ， 化学方程式如下：

2NO(g) +2CO(g)2CO2(g) +N2(g)   ΔH<0

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间(s)

0

1

2

3

4

5

c(NO)(mol/L)

1.00×10－3

4.50×10－ 4

2.50×10－ 4

1.50×10－ 4

1.00×10－ 4

1.00×10－ 4

c(CO)(mol/L)

3.60×10－ 3

3.05×10－ 3

2.85×10－ 3

2.75×10－ 3

2.70×10－ 3

2.70×10－ 3

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

（3）前2s内的平均反应速率υ(N2)=________，CO的平衡转化率为________。(结果均保留两位有效数字）

（4）写出该反应的平衡常数K的表达式________。

（5）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是___________。

A. 选用更有效的催化剂B. 升高反应体系的温度
C. 降低反应体系的温度D. 缩小容器的体积

（6）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学设计了三组实验，实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号

T(℃)

NO初始浓度(mol/L)

CO初始浓度(mol/L)

催化剂的比表面积(m2/g)

I

280

1.20×10－3

5.80×10－3

82

II

280

1.20×10－3

5.80×10－3

124

III

350

1.20×10－3

5.80×10－3

124

①以上三组实验的实验目的是________。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的第三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图________。
综合题 普通
2.

Ⅰ．CO2可转化成有机物实现碳循环。甲同学在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2 ， 一定条件下反应：3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母)

A. 3分钟时
B. CO2的物质的量分数不再改变
C. 单位时间内生成1mol H2 ， 同时生成1mol CH3OH
D. 混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

（2）平衡常数表达式为：________。

（3）平衡时CO2的转化率为________。

（4）平衡混合气体中CO2(g)的物质的量分数是________。

（5）第3分钟时v正(CH3OH) ________第9分钟时v逆(CH3OH) (填“>”“＜”“=”或“无法比较”)。

（6）第9分钟时容器总压强为10MPa，则Kp=________。

Ⅱ．在一容积为2 L固定的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(s)+3B(g)2C(g)+xD(g)，已知加入1molA和3molB反应5min后达到平衡，生成了1 molC，5 min内D的平均反应速率为0.05 molL1min1。

（7）x=________。

（8）反应达到平衡后，降低体系温度，B的质量分数降低，则该反应的逆反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)。
综合题 普通
3. 2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷，而2022年北京冬奥会火炬“飞扬”着力打造“绿色冬奥”，以氢气为燃料。氢能是一种理想的绿色能源，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应：

反应I：

反应Ⅱ：

(1) 反应Ⅲ：。
(2) 将一定量的和水蒸气充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T。能说明反应Ⅲ达到化学平衡的判据是(填标号)。

a．的分压不再改变          b．

c．混合气体的密度不再变化          d．混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3) 温度为时，向容积固定的密闭容器中充入和只发生反应I，初始压强为后达到平衡，平衡时体系压强为初始压强的。

①该条件下，该时段内，反应I的压强平衡常数(已知分压=总压×物质的量分数)。

②反应I在(填“高温”或“低温”)下可自发进行。达上述平衡后，向容器中充入和 ， 此时反应I的(填“>”“<”或“=”)。
(4) 在某温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的和进行反应I、Ⅱ．平衡时，体系中的体积分数随温度T的变化如图所示，温度区间，的体积分数呈现减小的趋势，其原因是。
(5) 研究表明，反应Ⅱ的逆反应在催化下进行，反应历程如图所示，写出该反应历程中速率控制步骤(即速率最慢步骤)对应的反应方程式：。
综合题 普通