汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知该反应在 T ℃时,平衡常数K=9.0。请
题型:不详难度:来源:
汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致: N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知该反应在 T ℃时,平衡常数K=9.0。 请回答: (1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH1 2NO2(g) O2+2NO(g) ΔH2 ΔH= (用含ΔH1、ΔH2的表达式表示); (2)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则NO的反应速率 ; (3)假定该反应是在恒容条件下进行,下列能判断该反应已达到平衡的是________;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正(N2)=v逆(NO) | (4)下图是反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”图,由图A可以推知该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。由图B可知,与a对应的条件相比,b改变的条件可以是 ;
(5)T ℃时,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为0.20 mol·L-1、0.20mol·L-1和0.50mol·L-1,此时反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)________________(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”),平衡时,N2在混合气体的体积百分数为多少?(在答题卡上写出具体计算过程,结果保留2位有效数字) |
答案
(1)ΔH1 + ΔH2 2分 (2)0.1 mol·L-1·min-1 2分 (3)AD 2分 漏选扣1分,多选错选没分 (4)吸热 2分 加入催化剂2分 (5)向正反应方向进行 2分 20% |
解析
试题分析:(1)根据盖斯定律,可得∆H = ΔH1 + ΔH2 (2)v(NO)=2v(O2)="2×0.5mol÷2L÷5min=0.1" mol·L-1·min-1 (3)A、消耗1 mol N2同时生成1 mol O2,说明正反应速率和逆反应速率相等,该反应已达到平衡,正确;B、该反应是在恒容条件下进行,不论反应是否平衡,气体密度不变,所以密度不变不能说明反应已达到平衡,错误;C、因为左右气体的系数相等,不论反应是否平衡,混合气体平均相对分子质量不变,所以混合气体平均相对分子质量不变不能说明反应已达到平衡,错误;D、2v正(N2)=v逆(NO),等于系数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应已达到平衡,正确。 (4)温度升高,平衡常数K增大,说明该反应为吸热反应;b反应速率加快,但平衡不移动,则b改变的条件可以是:加入了催化剂。 (5)设出N2的转化浓度,根据化学方程式,可表示出平衡时N2、O2、NO的浓度,然后根据平衡常数K的表达式,列出计算式,可求出N2的转化浓度,进而求出N2的体积分数。 |
举一反三
已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g) △H=a kJ∙mol—1、P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) △H=b kJ∙mol—1 P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为c kJ∙mol—1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2c kJ∙mol—1。下列叙述正确的是A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能 | B.可求Cl2(g)+ PCl3(g)=4PCl5(s)的反应热△H | C.Cl-Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ∙mol—1 | D.P-P键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ∙mol—1 |
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下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
I.已知该产业链中某反应的平衡表常数达式为:K=,它所对应反应的化学方程式为 。 II.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用,工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应: ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1 (1)催化反应室中总反应的热化学方程式为 。 830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5 min内CO的平均反应速率为 ;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a= mol/L。 (3)反应②在t℃时的平衡常数为400,此温度下,在0.5L的密闭容器中加入一定的甲醇,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:
物质
| CH3OH
| CH3OCH3
| H2O
| c(mol/L)
| 0.8
| 1.24
| 1.24
| ①此时刻v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于” ②平衡时二甲醚的物质的量浓度是 。 以二甲醚、空气、KOH 溶液为原料,以石墨为电极可直接构成燃料电池,则该电池的负极反应式为 ;若以1.12L/min(标准状况)的速率向电池中通入二甲醚,用该电池电解500mL2mol/L CuSO4溶液,通电0.50 min后,计算理论上可析出金属铜的质量为 |
SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:
(1)反应2NO+2CO2CO2+N2能够自发进行,则该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。 (2)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有: ①4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ•mol-1; ②6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ•mol-1; ③6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ•mol-1; 反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH= kJ•mol-1。 (3)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。
该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为: (4)可利用该电池处理工业废水中含有的Cr2O72-,处理过程中用Fe作两极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀来除去Cr2O72-。 ①写出电解过程中Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式: 。 ②该电池工作时每处理100L Cr2O72-浓度为0.002mol/L废水,消耗标准状况下氧气 L。 |
工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化;图2表示一定温度下,在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题: (1)在“图1”中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;没有使用催化剂时,在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H= 。 (2)下列说法正确的是 A.起始充入的CO的物质的量为1mol B.增加CO的浓度,H2的转化率会增大 C.容器中压强恒定时,反应达到平衡状态 (3)从反应开始到建立平衡,v(CO)= ;达到平衡时,c(H2)= ,该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为 。达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,则平衡 移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。 (4)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-193kJ/mol 又知H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。 |
臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。 (1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如: 6Ag(s)+O3(g)= 3Ag2O(s); △H=-236kJ·mol-1, 已知:2Ag2O(s)= 4Ag(s)+O2(g); △H=" +62" kJ·mol-1, 则O3转化为O2的热化学方程式为________________________________________________。 (2)臭氧在水中易分解,臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。
由上表可知pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。 (3)电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。 臭氧在阳极周围的水中产生,其电极反应式为_______________________;阴极附近的氧气则生成过氧化氢,其电极反应式为_______________________。 |
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