下列说法正确的是( ) A．v1
C．v1
解析：选C。容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍, 平衡时, 容器2中SO2的反应速率大, 容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压, 增大压强, 平衡正向移动, 则平衡时SO3的浓度：c2>2c1, A项错误；平衡常数仅与温度有关, 容器3中温度高, 而该反应为放热反应, 升温平衡逆向移动, 平衡常数减小, 则K1>K3, 容器1和容器2中温度相同, 投料量不同, 平衡时p2<2p1, 升温平衡逆向移动, 则平衡时p1
二、非选择题(本题包括4小题, 共55分)
10．(12分)固定和利用CO2, 能有效地利用资源, 并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法, 该方法的化学方程式是CO2(g)＋3H2(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中, 测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示：
CH3OH(g)
回答下列问题：
(1)由图分析, 在下列时间段内反应速率最快的时间段是________(填字母)。 a．0～1 min c．3～8 min
b．1～3 min d．8～11 min
(2)仅改变某一条件再进行实验, 测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比, 曲线Ⅰ改变的条件可能是________________, 曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是______________(填序号)。
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