题目
题型:不详难度:来源:
(1)汽车内燃机工作时发生的反应N2(g) + O2(g)2NO(g),生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时,向5L密闭容器中充入6.5 molN2和7.5 molO2,在5 min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5 mol(不考虑后续反应)。则:
①5 min内该反应的平均速率ν(NO) = ;在T ℃时,该反应的平衡常数K = 。
② 反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是 (填序号)。
a.混合气体的密度 b.混合气体的压强
c.正反应速率 d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
(2)用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) = N2(g) + O2(g) △H =" —180.5" kJ·mol-1
2H2O(l) =2H2(g) + O2(g) △H =" +571.6" kJ·mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是
。
(3)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g) + N2(g) 中,NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
① 该反应的H 0 (填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1>S2 ,在右图中画出c(NO) 在T1、 S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。
答案
(1)(共9分)① 0.2 mol·L-1·min-1(2分) 1.25(3分) ② c d(4分)
(2)(共3分)2H2(g) + 2NO(g)=N2(g) + 2H2O(l) △H = -752.1 kJ·mol-1
(3)(共4分)① <(2分)
②(2分)见图:
解析
试题分析:(1)①由于c=n/V,各组分变化浓度之比等于系数之比,由此推断该反应体系中各组分的(起始、变化、平衡)浓度,则:
N2(g) + O2(g) 2NO(g)
起始浓度(mol/L) 1.3 1.5 0
变化浓度(mol/L) 0.5 0.5 1
平衡浓度(mol/L) 0.8 1.0 1
根据平均反应速率的定义式,v(NO)===0.2mol/(L•min)
根据化学平衡常数的定义式,K==mol2/L2≈1.25
②混合气体的密度等于混合气体总质量除以容器体积,由于该反应各组分都是气体,所以混合气体总质量始终保持不变,容器体积始终为5L,因此混合气体密度始终保持不变,且密度不变不能说明达到平衡,故a错误;由于N2(g)+ O2(g)2NO(g)的正反应是气体物质的量保持不变的反应,则混合气体总的物质的量始终不变,且容器内混合气体的压强始终不变不能说明达到平衡,故b错误;从反应开始达到平衡,反应物浓度逐渐减小,所以正反应速率逐渐减小,故c正确;单位时间内,N2和NO的消耗量之比就是正反应速率和逆反应速率之比,反应开始时,正反应速率最大、逆反应速率最小,此时N2和NO的消耗量之比最大,反应达到平衡时,正反应速率=逆反应速率,此时N2和NO的消耗量之比最小(为1/2),故d正确;
(2)根据盖斯定律,已知的前一个热化学方程式减去后一个热化学方程式,可以得到:2H2(g) + 2NO(g)=N2(g) + 2H2O(l) △H = -752.1 kJ·mol-1;(3)读图,两条曲线先后达到平衡,说明T2>T1,即升高温度,平衡时c(NO)增大,由于升温平衡向吸热方向移动,c(NO)增大说明平衡向逆反应方向移动,则逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,△H<0;画图要点:S1变为S2,即减小催化剂表面积,反应速率减小,单位时间内NO的变化浓度减小,则T1、S2的曲线位于T1、S1曲线的右边;催化剂不能使平衡移动,所以NO的平衡浓度与T1、S1曲线相同,只是达到平衡的时间比T1、S1曲线增大。
核心考点
试题【消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。(1)汽车内燃机工作时发生的反应N2(g) + O2(g)2NO(g),生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室,在一定条件下发生反应I,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数的值为 。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下,自发反应Ⅱ,生成甲醇。
③该反应的△H 0;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入1mol CO和3mol H2 |
实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(Mpa) |
i | 150 | 1/3 | 0.1 |
ii | | | 5 |
iii | 350 | | 5 |
a.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
b.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明压强。
A.除去苯中的少量苯酚,向混合物中加入适量的溴水后过滤 |
B.某温度时,纯水中c(H+)=2×10-7mol·L-1,则c(OH-)=5×10-8mol·L-1 |
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其他条件不变,增大压强,v(正)增大而v(逆)减小 |
D.Na2CO3溶液中存在平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH一,升高温度溶液碱性增强 |
| 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
密闭容器体积/L | 2 | 2 | 2 | 1 | |
起始物质的量 | n(SO2)/mol | 0.4 | 0.8 | 0.8 | 0.4 |
n(O2)/mol | 0.24 | 0.24 | 0.48 | 0.24 | |
SO2的平衡转化率/% | 80 | α1 | α2 | α3 |
下列判断中,正确的是
A.甲中反应的平衡常数小于乙
B.该温度下,甲和乙中反应的平衡常数K均为400
C.SO2的平衡转化率:α1>α2=α3
D.容器中SO3的物质的量浓度:丙>甲=丁
(1)工业上在炼铁高炉中用CO热还原Fe2O3冶炼铁。写出该反应的化学方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。
(2)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则铁镁合金的化学式为 。
(3)Fe3+的电子排布式为 ;CH3+微粒的中心原子杂化轨道类型为 ;
(4)向一定量的FeCl3溶液中加入适量KSCN溶液,溶液变红色。该反应体系中存在化学平衡 (用反应式表示);向上述红色溶液中加入Mg(OH)2固体,可观察到溶液红色变浅,有红褐色沉淀析出。试用平衡移动原理解释该现象 。(不考虑SCN—与Mg2+反应)
t/s | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
c(N2O5)mol/L | 5.00 | 3.55 | 2.50 | 2.50 |
下列说法中,正确的是:
A.当反应体系内气体的平均相对分子质量不再发生变化时则该反应达到了平衡
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,500s时N2O5的转化率为71%:
C.其他条件不变时,T2温度下反应到2000s时测得N2O5 (g)浓度为2.78mol/L, 则T1<T2
D.T1温度下的平衡常数为K1,若维持T1温度不变,增加体系压强,达到新的平衡时,平衡常数为K2,则K2>K1
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