汽车尾气里含有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) △H > 0
已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)该反应的平衡常数表达式为 。
(2)该温度下,向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol,平衡时,N2的转化率是 %(保留整数)。
(3)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 。
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是 (填字母序号)。
(5)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”)。
研究NO2、、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
利用反应6NO2(g)+8NH3(g)
7N2(g)+12 H2O(g)可处理NO2。700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的NO2和NH3, 反应过程中测定的部分数据见下表
| 反应时间/min |
n(NO2)/mol |
n(NH3)/ mol |
| 0 |
1.20 |
1.60 |
| 2 |
0.90 |
|
| 4 |
0.40 |
(1)反应在2min内的平均速率为v(NH3)=,4min该反应达到平衡状态,则该反应的平衡常数K的表达式为,NO2的转化率为
(2)700℃ ,将NO2与NH3以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.体系密度保持不变
d.每消耗1 mol NO2的同时生成2 mol H2O
(14分)2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示__________、______________,E的大小对该反应的反应热有无影响?______________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?____________;
(2)图中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/(L·min),则v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:C(s) +O2 (g) ==CO2(g)△H1<0①
途径II:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) ==CO(g)+H2(g)△H2>0②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2 (g) ==2CO2(g)△H3<0③
2H2(g)+O2 (g) ==2H2O(g)△H4<0④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) △H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是。
(3)12g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳,放出110.35kJ热量。其热化学方程式为。
(4)煤炭作为燃料采用途径II的优点有
在体积为10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)十H2O(g)
CO2(g)十H2 (g)△H<0, CO和H2O浓度变化如下图,
(1) 3min—4min之间反应处于____状态(填平衡、不平衡);
(2)要使反应在8min后,平衡向逆方向移动,可采取的措施是__ ___,要使反应在8min后,反应速率降低,平衡向正方向移动,可采取的措施是________。(填a,b,c,d)
a.增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
(3)求出850℃ 时,该反应的平衡常数和CO的平衡转化率(写出详细计算过程)
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的
会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的
和
转变成
和
,化学方程式: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(mol·L-1)如表:
| 时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| c(NO) |
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) |
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)若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大,则上述反应的
0(填写“>”、“<”、“=”)。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。(保留两位小数)
(3)下列措施能提高
和
转变成
和
的反应速率的是。
A.选用更有效催化剂 B.升高反应体系温度C.降低反应体系温度 D.缩小容器体积
(4)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。(浓度/ mol·L-1)
| 实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度 |
CO初始浓度 |
催化剂比表面积/m2·g-1 |
| Ⅰ |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
| Ⅱ |
124 |
|||
| Ⅲ |
350 |
124 |
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的Ⅰ、Ⅱ两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号、起始浓度。