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 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 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(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 |
|
|
甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1。
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
1molCO .2molH2 |
1mol CH3OH |
2molCO、4molH2 |
CH3OH的浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
放出Q1 kJ |
吸收Q2 kJ |
放出Q3 kJ |
平衡常数 |
K1 |
K2 |
K3 |
反应物转化率 |
α 1 |
α 2 |
α 3 |
①.容器内压强P:2P甲与2P乙与P丙关系是
②.变化的热量数值Q中, Q1与Q2的和是
③.画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲线,
要求画出压强不同的两条曲线(标出p1、p2,且p1<p2)。
④.在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚反应为:
3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)右图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”工作原理示意图,a电极的反应式为
光气(COCl2)在塑料等工业中有许多用途,COCl2的分解反应为:COCl2(g) Cl2(g) + CO(g) △H =" +" 108 KJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如大图(每次仅改变一个条件):
①比较第2 min 反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2)T(8)
②比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率
[分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小
③比较第14min时,使平衡移动采取措施可以是
④比较第8 min和第16min时,平衡常数K值(分别用K8,K16表示)大小关系是
⑤COCl2在达平衡时的转化率中最大的是第min(范围)
⑥计算出第4min之后再达平衡的混合气体中,平均相对分子质量最大数值是
探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,设计如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需时间。
实验 混合溶液 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
4mol/L H2SO4/mL |
30 |
V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
饱和CuSO4溶液/mL |
0 |
0.5 |
2.5 |
5 |
V6 |
20 |
H2O/mL |
V7 |
V8 |
V9 |
V10 |
10 |
0 |
完成此实验设计,其中:V9=
观察图a和图b,根据定律,写出△H1、△H2、△H3、△H4、△H5和△H6的关系。
图a:
密闭容器A和B,A保持恒压,B保持恒容。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的等量SO2和O2,发生反应:2SO2+O22SO3,并达平衡后。B容器中SO2的质量分数(填“ >”、“ < ”或“=”) A 容器中SO2的质量分数