题目
题型:不详难度:来源:
2NO+2CO 2CO2+N2
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浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/ mol·L-1 | 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-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 0(填写“>”、“<”、“=”)。
(4)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
(5)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。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在表格中填入剩余的实验条
件数据。
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 mol·L-1 | CO初始浓度 mol·L-1 | 催化剂的比表面积 ㎡·g-1 |
Ⅰ | 280 | 1.2×10-3 | 5.8×10-3 | 82 |
Ⅱ | | | 5.8×10-3 | 124 |
Ⅲ | 350 | 1.2×10-3 | | |
答案
(1) (2分)
(2)1.88×10-4mol/(L·s) (2分)
(3)< (2分)
(4)C、D (2分)
(5)Ⅱ 280 1.2×10-3 (2分)
Ⅲ 5.80×10-3 124 (2分)
解析
试题分析:(1)根据平衡常数的表达式可得;(2)根据前两秒的NO的浓度变化量求出生成氮气的浓度变化量,再除以时间可得用氮气表示的平均反应速率;(3)该反应气体系数和是减小的,△S<0,要使反应能够自发进行,则必须△H<0;(4)该反应为放热反应,降低温度平衡向右移动,NO的转化率提高,该反应为气体系数和减小的反应,故缩小体积增大压强平衡向右移动,NO的转化率增大,故选CD;(5)保证四个量中的其中三个相同,研究另外一个对反应速率的影响,I和Ⅱ研究的是催化剂的比表面积对反应速率的影响,故其它条件都相同;选择Ⅲ和Ⅱ研究温度对反应速率的影响,故只有温度不同,其它条件均相同。
核心考点
试题【(12分)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+2CO 】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。
②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为 。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= 。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。
A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 |
B.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0 |
C.加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大 |
D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 |
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下,若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如下图实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
①在反应进行的0~1min内,该反应的平均速率v(H2)= 。
②如果改变影响化学平衡的一个因素(如:温度、浓度、压强),反应将向着能够减弱这种改变的方向进行(如增大H2的浓度,反应向右进行以减弱外界条件增大H2的浓度的影响)直至达到新的平衡。若上述反应体系不改变反应物的物质的量,仅分别改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I改变的实验条件是 ,曲线Ⅱ改变的实验条件是 。
(3)下列各项中,不能够说明CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 (单选)。
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化 |
B.一定条件下,CH3OH消耗的速率和CH3OH生成的速率相等 |
C.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变 |
D.一定条件下,单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OH |
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol,5分钟后O2的物质的量为0.5mol,则N2的反应速率________。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志________。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 | B.混合气体密度不变 |
C.混合气体平均相对分子质量不变 | D.2v(N2)正=v(NO)逆 |
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数______。(填“变大、“变小”或“不变”)
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应___________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是____
步骤及生成物未列出):
(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值 (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正) v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为 ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为 。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
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