2020高考化学重要填空逐空特训 填空题(22)

三高考压轴大题特训
压轴题1基本概念、基本理论的综合应用1．(2019·山东威海三模)CH4可用于消除NO2的污染，回答下列问题。

(1)已知：
①2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)ΔH＝－116.2 kJ·mol－1
②N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180 kJ·mol－1
③CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
则CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝_________kJ·mol－1。

(2)在相同温度和压强下，一定量的CH4与NO2在不同条件下反应的能量变化如图所示。

当反应进行到某相同时刻时，测得在催化剂2条件下NO2转化率更高，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)在体积均为2 L的密闭容器A(500℃，绝热)、B(500℃，恒温)两个容器中分别加入2 mol CH4、2 mol NO2和相同催化剂。

A、B容器中CH4的转化率α(CH4)随时间变化如下表所示。

①A、B，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②B容器中，判断该反应达到平衡状态的标志为________(填字母序号)。

a．压强保持不变
b．密度保持不变
c．CO2的体积分数保持不变
d．v(CH4)∶v(N2)＝1∶l
e．断裂4 mol C—H键同时断裂2 mol O—H键
③A容器中前100 s内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝________mol·L－1·s－1
④已知反应速率v正＝k正·c(CH4)·c2 (NO2)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)·c2 (H2O)(k正、k逆分别是
正、逆反应速率常数)，则B 容器中平衡时k 正k 逆＝__________，200 s 时v 正v 逆
＝________。

解析 (1)根据盖斯定律，由③－①＋②得反应CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝ΔH 3－ΔH 1＋ΔH 2＝－1 160 kJ·mol －1＋116.2 kJ·mol －1＋180 kJ·mol －1＝－863.8 kJ·mol －1。

(2)根据图中信息可知，反应未达到平衡，在催化剂2条件下，反应的活化能更低，反应速率更快，经过相同反应时间NO 2转化率更高。

(3) ①A 、B 两容器中，反应平衡后放出热量少的是A ，理由是A 容器绝热，随着反应进行放出热量，体系温度升高，相对B 容器中反应平衡逆向移动，逆向为吸热反应，放出热量减少。

②a.反应CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)为气体体积增大的反应，压强保持不变则反应达到平衡状态，故正确；b.反应在恒容容器中进行，所有反应物均为气体，密度始终保持不变，故密度不变不能说明达到平衡状态，故错误；c.反应各组分体积分数保持不变则达到平衡，则CO 2的体积分数保持不变时达到平衡状态，故正确；d.v (CH 4)∶v (N 2)＝1∶1，不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡，故错误；e.根据反应可知，断裂4 mol C —H 键同时断裂4 mol O —H 键时，正逆反应速率相等，反应才达平衡，故错误。

③A 容器中前100 s 内甲烷的转化率为20%，则消耗甲烷2 mol ×20%＝0.4 mol ，根据反应CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)则消耗NO 2 0.8 mol ，用NO 2表示的化学反应
速率v (NO 2)＝0.8 mol 2 L 100 s
＝0.004 mol·L －1·s －1； ④根据表中数据可知，B 中平衡时α(CH 4)＝25%，则
CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)
起始浓度
(mol/L) 1 1 0 0 0
改变浓度
(mol/L) 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
平衡浓度
(mol/L) 0.75 0.5 0.25 0.25 0.5
K ＝0.52×0.25×0.250.75×0.52＝112；已知反应速率v 正＝k 正·c (CH 4)·c 2 (NO 2)，v 逆＝k 逆·c (N 2)·c (CO 2)·c 2 (H 2O)(k 正、k 逆分别是正、逆反应速率常数)，则B 容器中平衡时v 正＝v 逆，
k 正·c (CH 4)·c 2 (NO 2)＝k 逆·c (N 2)·c (CO 2)·c 2 (H 2O)，k 正k 逆
＝K ＝112；200 s 时，
CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)
起始浓度
(mol/L) 1 1 0 0 0
改变浓度
(mol/L) 0.2 0.4 0.2 0.2 0.4
平衡浓度
(mol/L) 0.8 0.6 0.2 0.2 0.4
v 正＝k 正·c (CH 4)·c 2 (NO 2)＝k 正×0.8×0.62＝0.288k 正，v 逆＝k 逆·c (N 2)·c (CO 2)·c 2 (H 2O)＝k
逆×0.2×0.2×0.42＝0.006 4k 逆，v 正v 逆＝0.288k 正0.006 4k 逆＝45k 正k 逆
＝45×112＝154。

答案 (1)－863.8 (2)反应未达到平衡，在催化剂2条件下，反应的活化能更低，反应速率更快，经过相同反应时间NO 2转化率更高 (3)①A A 容器绝热，随着反应进行放出热量，体系温度升高，相对B 容器中反应平衡逆向移动，逆向为吸热反应，放出热量减少 ②ac
③0.004 ④112 3.75或154
2．回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。

Ⅰ.(1)工业生产可利用CO 从燃煤烟气中脱硫。

已知S(s)的燃烧热ΔH 为－m kJ/mol 。

CO 与O 2反应的能量变化如图所示，则CO 从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式为________________________________________________ (ΔH 用含m 的代数式表示) 。

(2)在模拟回收硫的实验中，向某恒容密闭容器中通入2.8 mol CO和1 mol SO2气体，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①与实验a相比，实验c改变的实验条件可能是________。

②请利用体积分数计算该条件下实验b的平衡常数K＝________。

(列出计算式即可)(注：某物质的体积分数＝该物质的物质的量/气体的总物质的量)
(3)双碱法除去SO2的原理为：NaOH溶液SO2
Na2SO3溶液。

该方法能高效除去SO2
CaO
并获得石膏。

①该过程中NaOH溶液的作用是____________________________________。

②25℃时，将一定量的SO2通入到100 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中，两者完全反应得到含Na2SO3、NaHSO3的混合溶液，溶液恰好呈中性，则溶液中H2SO3的物质的量浓度是________(假设反应前后溶液体积不变；25℃时，H2SO3的电离常数K1＝1.0×10－2K2＝5.0×10－8)。

Ⅱ.用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－1 807.98 kJ/mol。

不同温度条件下，NH3与NO的物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3，得到NO脱除率曲线如图所示。

(1)曲线a中NH3的起始浓度为4×10－5mol/L，从A点到B点经过1秒，该时间段内NO 的脱除速率为____mg/(L·s)。

(2)不论以何种比例混合，温度超过900℃，NO脱除率骤然下降，除了在高温条件下氮气与氧气发生反应生成NO，可能的原因还有(一条即可)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析Ⅰ.(1)根据原子守恒，生成的无毒气体是二氧化碳，发生的反应为2CO(g)＋SO2(g)===S(l)＋2CO2(g)。

将题给两个热化学方程式①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH1＝－566 kJ·mol－1和②S(l)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－m kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②可得所求反应的热化学方程式，即2CO(g)＋SO2(g)===S(l)＋2CO2(g)ΔH＝－566 kJ·mol－1－(－m kJ·mol－1)＝(m－566)kJ·mol－1。

(2)①a、c开始均通入2.8 mol CO和1 mol SO2，容器的容积相同，而起始时c的压强大于a，物质的量与体积一定，压强与温度呈正比关系，故c组改变的实验条件可能是：升高温度；
②设消耗二氧化硫物质的量x，
2CO(g)＋SO2(g)催化剂2CO2(g)＋S(l)
起始量(mol) 2.8 1 0
变化量(mol) 2x x2x
平衡量(mol) 2.8－2x1－x2x
(2.8＋1)/(2.8＋1－x)＝160/120
x＝0.95mol，CO、SO2、CO2的体积分数分别为0.9/2.85、0.05/2.85、1.9/2.85，K＝1.9×1.9×2.85/(0.9×0.9×0.05)。

(3)①用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生。

2NaOH＋SO2===Na2SO3，NaOH再生CaO＋H2O＋Na2SO3===CaSO3＋2NaOH，从反应可以看出NaOH作催化剂。

②根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO2－3)＋c(HSO－3)，溶液呈中性：c(OH－)＝c(H＋)，得c(Na＋)＝2c(SO2－3)＋c(HSO－3)，令c(HSO－3)＝x，c(SO2－3)＝(0.1－x)/2，根据HSO－3 SO2－3＋H＋，K2＝5.0×10－8＝c(SO2－3)c(H＋)/c(HSO－3)，5.0×10－8＝10－7×(0.1－x)/2x，得x＝0.05 mol·L－1，c(SO2－3)＝0.025 mol·L－1，代入K1，H2SO3HSO－3＋H＋，K1＝1×10－2＝c(HSO－3)c(H＋)/c(H2SO3)，c(H2SO3)＝c(HSO－3)c(H＋)/10－2＝0.05×10－7/10－2＝5×10－7mol·L－1.
Ⅱ.(1)曲线a中NH3的起始浓度为4×10－5mol·L－1，即NO的起始浓度为：1×10－5mol·L －1，从A点到B点经过1秒，根据图象，NO的脱除率从55%上升到75%，则该段时间内NO的脱除量为Δc＝1×10－5mol/L×(75%－55%)＝2×10－6 mol/L，时间间隔为Δt＝1 s，所以该段时间内NO的脱除速率＝2×10－6mol·L－1/1 s＝2×10－6mol/(L·s)，NO式量为30，即6×10－2mg/(L·s)；
(2)不论以何种比例混合，温度超过900℃，NO脱除率骤然下降，除了在高温条件下氮气与氧气发生反应生成NO，可能的原因还有该反应的正反应放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动。

答案Ⅰ.(1) 2CO(g)＋SO2(g)===S(l)＋2CO2(g)ΔH＝(m－566)kJ·mol－1(2)①升温
②1.9×1.9×2.85/(0.9×0.9×0.05)(3)①催化剂②5×10－7mol/LⅡ.(1) 6×10－2(或0.06)
(2) 该反应的正反应放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动
3．研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。

(1)工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2]，反应实际为两步进行：
Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH1＝－272 kJ·mol－1
Ⅱ：H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋138 kJ·mol－1
已知：H2O(l)===H2O(g)ΔH3＝＋44 kJ·mol－1
①请写出以NH3、CO2为原料，合成尿素和液态水的热化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②T1℃时，在1 L的密闭容器中充入CO2和NH3模拟工业生产，n(NH3)/n(CO2)＝x，如图是CO2平衡转化率(α)与x的关系。

求图中A点NH3的平衡转化率α＝________%。

③当x＝1.0时，若起始的压强为p0kPa，水为液态，平衡时压强变为起始的1/2。

则该反应的平衡常数K p＝__________(kPa)－3(K p为以分压表示的平衡常数)。

(2)用CO2和H2合成甲醇：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0 kJ·mol －1。

在T℃时，甲、乙、丙三个2 L的恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得平衡时有关数据如下：
2
②下列说法正确的是________(填字母编号)。

A．2c1<c3B．z<2y
C．p3>2p2D．α1＋α3>1
(3)用NaOH溶液做碳捕捉剂可获得化工产品Na2CO3。

常温下若某次捕捉后得到pH＝10的溶液，则溶液中c(CO2－3)∶c(HCO－3)＝__________[K1(H2CO3)＝4.4×10－7、K2(H2CO3)＝5×10－11]，溶液中c(Na＋)__________c(HCO－3)＋2c(CO2－3)(填“>”“＝”或“＜”)。

解析(1)①NH 3、CO2为原料，合成尿素和液态水的热化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝－178 kJ·mol－1，因而有2NH3(g)＋CO2(g)H2O(l)＋CO(NH2)2(s)ΔH＝－178 kJ·mol－1；
②A点时，n(NH3)/n(CO2)＝3.0，设n(CO2)＝1 mol，n(NH3)＝3 mol，CO2平衡转化率为50%，则转化的CO2的量为1 mol×50%＝0.5 mol，那么根据2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)可知转化的NH3为0.5 mol×2＝1 mol，NH3的平衡转化率α＝1 mol/3 mol×100%＝
33.3%；
③当x＝1.0时，设n(NH3)＝n(CO2)＝1 mol，根据三段式可知：
2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)
起 1 1
转2x x
平 1－2x 1－x
又若起始的压强为p 0 kPa ，水为液态，平衡时压强变为起始的1/2，可知1－2x ＋1－x 1＋1
＝12，解得x ＝13 mol ，则n 平(NH 3)＝13 mol ，n 平(CO 2)＝23 mol ，那么p 平(NH 3)＝p 02×1313＋23
＝p 06 kPa ，p 平(CO 2)＝p 02×2313＋23
＝p 03 kPa ，因而K p ＝1p 平(NH 3)2p 平(CO 2)＝108p 30 (kPa)－3。

(2)①根据3H 2(g)＋CO 2(g)
CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－49.0 kJ·mol －1，可知消耗的CO 2的量为1 mol ×39.249＝0.8 mol ，v (CO 2)＝0.8 mol 2 L ×10 s
＝0.04 mol·L －1·s －1； ②A.已知甲和乙为全等等效平衡，平衡时c 1＝c 2，乙和丙的投料比相等，若处于恒压时，c 2＝c 3，c *3为恒压时丙中甲醇浓度，此时，丙是乙体积的两倍，但题目要求恒容，因而可将丙压缩一半体积，瞬间浓度为2c 3，由于压缩体积相当于加压，根据气体计量数可知，平衡向右移动，则甲醇浓度变大，因而c 3>2c *3，综合上述分析可知c 3>2c 1，A 正确；
B ．乙和丙的投料比相等，假设在恒压时，c 2＝c *3，c *3为恒压时丙中甲醇浓度，由于丙是
乙体积的两倍，丙中甲醇的消耗量是乙的两倍，可推出吸收的热量关系为z *＝2y (注意乙和丙为逆反应，为吸热反应)，z *为恒压时丙中热量变化，但题目要求恒容，因而可将丙压缩一半体积，由于压缩体积相当于加压，根据气体计量数可知，平衡向右移动，则甲醇的量变多，即吸收的热量减少，即z <z *，故z <2y ，B 正确；
C ．根据B 中分析可知平衡时，丙中甲醇的消耗量是小于乙中甲醇的消耗量的两倍，由于恒温恒容时压强之比等于物质的量之比，因而可推知丙中气体压强是小于乙中气体的两倍，即p 3<2p 2，C 错误；
D ．已知甲和乙为全等等效平衡，平衡时c 1＝c 2，甲中α1＝2c 1/1＝2c 1，乙中α2＝(1－2c 2)/1＝1－2c 2，因而α1＋α2＝2c 1＋1－2c 2＝1，根据C 可知平衡时，丙中甲醇的消耗量是小于乙中甲醇的消耗量的两倍，因而α3小于α2，所以α1＋α3<1，D 错误。

(3) pH ＝10，c (H ＋)＝10－10 mol/L ，又K 2(H 2CO 3)＝c (CO 2－3)c (H ＋)c (HCO －3)
，因而c (CO 2－3)∶c (HCO －3)＝K 2(H 2CO 3)/c (H ＋)＝1∶2，溶液中电荷守恒关系式为c (Na ＋)＋c (H ＋)＝c (HCO －3)＋2c (CO 2－3)
＋c (OH －)，又溶液pH ＝10，则c (OH －)>c (H ＋)，所以c (Na ＋)>c (HCO －3)＋2c (CO 2－3)。

答案 (1)①2NH 3(g)＋CO 2(g)
H 2O(l)＋CO(NH 2)2(s) ΔH ＝－178 kJ·mol －1 ②33.3 ③ K p ＝108/p 30 (2)①0.04 mol·
L －1·s －1 ②AB (3) 1∶2或0.5 > 4．1,2-二氯丙烷(CH 2ClCHClCH 3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3-氯丙烯(CH 2===CHCH 2Cl)，反应原理为：
Ⅰ.CH 2===CHCH 3(g)＋Cl 2(g)
CH 2ClCHClCH 3(g) ΔH 1＝－134 kJ·mol －1 Ⅱ.CH 2===CHCH 3(g)＋Cl 2(g)
CH 2===CHCH 2Cl(g)＋HCl(g) ΔH 2＝－102 kJ·mol －1 请回答下列问题：
(1)已知CH 2===CHCH 2Cl(g)＋HCl(g)
CH 2ClCHClCH 3(g)的活化能E a (正)为132 kJ·mol －1，则该反应的活化能E a (逆)为______kJ·mol －1。

(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH 2===CHCH 3(g)和Cl 2(g)。

在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v ＝Δp Δt
，则前120 min 内平均反应速率v (CH 2ClCHClCH 3)＝______kPa·min －
1。

(保留小数点后2位)。

②该温度下，若平衡时HCl 的体积分数为18
，则丙烯的平衡总转化率α＝_______；反应I 的平衡常数K p ＝________kPa －
1(K p 为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。

(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH 2===CHCH 3和Cl 2，分别在A 、B 两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH 2ClCHClCH 3的产率与温度的关系如下图所示。

①下列说法错误的是___________(填代号)。

a ．使用催化剂A 的最佳温度约为250℃
b ．相同条件下，改变压强不影响CH 2ClCHClCH 3的产率
c ．两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH 不变
d ．提高CH 2ClCHClCH 3反应选择性的关键因素是控制温度
②在催化剂A 作用下，温度低于200℃时，CH 2ClCHClCH 3的产率随温度升高变化不大，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

③p 点是否为对应温度下CH 2ClCHClCH 3的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析 (1)已知：Ⅰ.CH 2===CHCH 3(g)＋Cl 2(g)
CH 2ClCHClCH 3(g) ΔH 1＝－134 kJ·mol －1。

Ⅱ.CH 2===CHCH 3(g)＋Cl 2(g)CH 2===CHCH 2Cl(g)＋HCl(g) ΔH 2＝－102 kJ·mol －1，
根据盖斯定律可知，Ⅰ－Ⅱ得CH 2===CHCH 2Cl(g)＋HCl(g)
CH 2ClCHClCH 3(g)，此反应的反应热ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2＝E a (正)－E a (逆)，则E a (逆)＝E a (正)－(ΔH 1－ΔH 2)＝132 kJ·mol －1－(－134 kJ·mol －1＋102 kJ·mol －1)＝164 kJ·mol －1；
(2) ①因反应Ⅱ的ΔV ＝0，Δp ＝0，则反应Ⅰ的Δp ＝80 kPa －69.4 kPa ＝10.6 kPa ，则120 min
内平均反应速率v (CH 2ClCHClCH 3)＝Δp Δt ＝10.6120
kPa·min －1≈0.09 kPa·min －1； ②设起始时CH 2===CHCH 3(g)和Cl 2(g)均为5 mol ，则容器内起始时总物质的量为10 mol ，根据恒温恒容条件下气体的物质的量与压强成正比可知，平衡时气体的总物质的量为10 mol ×57.6 kPa 80 kPa
＝7.2 mol ，减小的物质的量为10 mol －7.2 mol ＝2.8 mol ，根据反应Ⅰ可知反应生成的CH 2ClCHClCH 3(g)为2.8 mol ，平衡时HCl 的体积分数为18
，说明生成的HCl 为7.2 mol ×18
＝0.9 mol ，结合反应Ⅰ、Ⅱ，则参加反应的丙烯的总物质的量为2.8 mol ＋0.9 mol ＝3.7 mol ，故平衡时丙烯的平衡总转化率α＝3.7 mol 5 mol
×100%＝74%；另外平衡时CH 2===CHCH 3(g)和Cl 2(g)均为 1.3 mol ，CH 2ClCHClCH 3为 2.8 mol ，则反应Ⅰ的平衡常数K p ＝
2.8 mol 7.2 mol ×57.6 kpa 1.3 mol 7.2 mol ×57.6 kpa ×1.3 mol 7.2 mol ×57.6 kpa ≈0.21 kPa －1。

(3)①由图示可知使用催化剂A 时产率最高时温度约为250℃，即使用催化剂A 的最佳温度约为250℃，故a 正确；反应Ⅰ是一个气体分子数减少的反应，改变压强可以使该反应的化学平衡发生移动，故CH 2ClCHClCH 3的产率会随着压强的改变而改变，b 错误；催化剂能降低反应的活化能，但不影响ΔH ，故c 正确；由图中信息可知，两种不同的催化剂对CH 2ClCHClCH 3的产率的影响有明显的差别，催化剂应有适宜的活化温度，故提高该反应的选择性的关键因素是催化剂的选择及其活化温度的控制，故d 错误。

②催化剂的效率与温度有关，当温度较低时，催化剂的活性较低，对化学反应速率的影响小，导致CH 2ClCHClCH 3的产率随温度升高变化不大。

③反应I 的正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，p 点的平衡产率应高于B 催化剂作用下450℃的产率，故p 点不是对应温度下CH 2ClCHClCH 3的平衡产率。

答案 (1)164 (2)①0.09 ②74% 0.21 (3)①bd ②温度较低，催化剂的活性较低，对化学反应速率的影响小 ③不是平衡产率，因为该反应的正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，p 点的平衡产率应高于B 催化剂作用下450℃的产率
5．(2019·山东威海二模)氮及其化合物对环境具有显著影响。

(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应：
①N 2(g)＋O 2(g)
2NO(g) ΔH ＝＋180 kJ·mol －1 ②N 2(g)＋2O 2(g)
2NO 2(g) ΔH ＝＋68 kJ·mol －1 则2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g) ΔH ＝__________ kJ·mol －
1 (2)对于反应2NO(g)＋O 2(g)
2NO 2(g)的反应历程如下： 第一步：2NO(g)k 1正
k 1逆N 2O 2(g)(快速平衡)
第二步：N 2O 2(g)＋O 2(g)――→k 22NO 2(g)(慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v 正＝k 1正·c 2(NO)，v 逆＝k 1逆·c (N 2O 2)，k 1正、k 1逆为速率常数，仅受温度影响。

下列叙述正确的是______(填字母)
A ．整个反应的速率由第一步反应速率决定
B ．同一温度下，平衡时第一步反应的k 1正/k 1逆越大，反应正向程度越大
C ．第二步反应速率低，因而转化率也低
D ．第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(3)科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO 和NO 2两者转化为无污染气体，反应方程式为：2NO 2(g)＋4CO(g)4CO 2(g)＋N 2(g) ΔH <0。

某温度下，向10 L 密闭容器中分别充入0.1 mol NO 2和0.2 mol CO ，发生上述反应，随着反应的进行，容器内的压强变化如下表
所示：
)；若降
p p
低温度，再次平衡后，与原平衡相比体系压强(P总)减小的原因是______________________________。

(4)汽车排气管装有的三元催化装置，可以消除CO、NO等的污染，反应机理如下
Ⅰ：NO＋Pt(s)===NO(*)[Pt(s)表示催化剂，NO(*)表示吸附态NO，下同]
Ⅱ：CO＋Pt(s)===CO(*)
Ⅲ：NO(*)===N(*)＋O(*)
Ⅳ：CO(*)＋O(*)===CO2＋2Pt(s)
Ⅴ：N(*)＋N(*)===N2＋2Pt(s)
Ⅵ：NO(*)＋N(*)===N2O＋2Pt(s)
尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如图。

①330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是__________________________。

②反应Ⅴ的活化能________反应Ⅵ的活化能(填“<”“>”或“＝”)，理由是________________________________________________________________________。

解析(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH＝＋180 kJ·mol－1
②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)ΔH＝＋68 kJ·mol－1，运用盖斯定律将②－①得，2NO(g)
＋O 2(g)===2NO 2(g) ΔH ＝＋68 kJ·mol －1－180 kJ·mol －1＝－112 kJ·mol －1；
(2)A 项，对于反应2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)的反应历程如下：第一步：2NO(g)
k 1正k 1逆N 2O 2(g)(快速平衡)；第二步：N 2O 2(g)＋O 2(g)――→k 22NO 2(g)(慢反应)，决定总反应速率的是第
二步，故A 错误；B 项，因为v 正＝k 1正·c 2(NO)，v 逆＝k 1逆·c (N 2O 2)，同一温度下达到平衡时v 正＝v 逆，即k 1正/k 1逆＝c (N 2O 2)/ c 2(NO)＝反应的平衡常数，k 1正/k 1逆越大，反应正向程度越大，故B 正确；C 项，化学反应速率快慢，与转化率没有关系，故C 错误；D 项，化学反应的活化能越高，活化分子数目越少，有效碰撞次数越少，化学反应速率越慢，所以第二步比第一步反应的活化能高，故D 正确。

(3)向10 L 密闭容器中分別充入0.1 mol NO 2和0.2 mol CO ，反应10 min 达到平衡，体系内压强由75 kPa 减少到68.75 kPa ，则该反应中转化N 2的浓度为x mol/L
2NO 2(g)＋4CO(g)4CO 2(g)＋N 2(g)
幵始(mol/L) 0.01 0.02 0 0
变化(mol/L) 2x 4x 4x x
平衡(mol/L) 0.01－2x 0.02－4x 4x x
根据压强比就等于物质的量之比：75 kPa/68.75 kPa ＝(0.01＋0.02)/(0.01－2x ＋0.02－4x ＋4x ＋x )，解得x ＝0.0025；K p ＝
[(68.75×0.01/0.0275)4×68.75×0.0025/0.0275]/[(68.75×0.005/0.0275)2×(68.75×0.01/0.0275)4]＝0.04；因为该反应为放热反应，所以降低温度平衡正向移动，气体的总物质的量减小，压强减小；若温度降低，体积不变，根据阿伏加德罗定律，总压强减小。

(4)①由图可知330℃以下的低温区中CO 2、N 2O 含量较高，故发生的主要反应的化学方程式是CO ＋2NO=====催化剂
CO 2＋N 2O 。

②低温区N 2O 选择性高于N 2，由此可推断出：Ⅴ反应的活化能>Ⅵ反应的活化能，理由是反应的活化能小，化学反应速率大，选择性高。

答案 (1)－112 (2)BD (3)0.04 降低温度，由于反应放热，所以平衡向正反应方向移动，容器中气体分子数减少，总压强也减小；若温度降低，体积不变，根据阿伏加德罗定律，总压强减小 (4)①CO ＋2NO=====催化剂CO 2＋N 2O ② > 生成N 2O 的选择性高，说明反应
Ⅵ的化学反应速率大，该反应的活化能就小。