题目内容

【题目】参考下列图表和有关要求回答问题:

1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是__(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是__。请写出NO2CO反应的热化学方程式:__

2)下表是部分化学键的键能数据:

化学键

PP

PO

O=O

P=O

键能(kJ·mol-1)

198

360

498

x

已知1mol白磷(P4)完全燃烧放热为1194kJ,白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示,则表中x=__kJ·mol-1

3PCl5是一种重要的含磷化合物,在有机合成中用作氯化剂。某温度时,向2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)ΔH=+124kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:

时间t/s

0

50

150

250

350

n(PCl3)/mol

0

0.16

0.19

0.2

0.2

反应在前50s的平均速率v(PCl5)=__。在该温度下,若起始时充入0.5molPCl5amolCl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a=__

【答案】减小 不变 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234kJ·mol-1 138 0.0016mol/(L·s) 0.1

【解析】

(1)观察图像,E1应为反应的活化能,加入催化剂降低反应的活化能,但是ΔH不变;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值,即生成物和反应物的能量差,因此该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1

(2)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O101mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P5mol O=O,形成12molP-O4mol P=O,所以12mol×360kJ/mol+4mol×x kJ/mol-(6mol×198 kJ/mol+5 mol×498 kJ/mol)= 1194kJ/mol

x= 138 kJ/mol

(3)050s内的平均反应速mol·L-1s-1

该温度下的平衡化学平衡常数为:K=(0.1×0.1)/0.4=0.025

在该温度下,起始时充入0.5molPCl5amolCl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则有:

此时平衡常数为:K=(0.5a+0.05)×0.05/0.2=0.025,解得a=0.1

练习册系列答案
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【题目】雾霾由多种污染物形成,包含颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)COSO2等。化学在解决雾霾污染问题中有着重要的作用。

(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H1=566.0kJ·mol1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H2=+64kJ·mol1

反应2NO2(g)+4CO(g=N2(g)+4CO2(g)__________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2)研究发现利用NH3可除去硝酸工业尾气中的NONH3NO的物质的量之比分别为1211.531时,NO脱除率随温度变化的曲线如图1所示。

①曲线a中,NO的起始浓度为6×104mg·m3,若从X点到Y点经过20s,则该时间段内NO的脱除速率为_________mg·m3·s1

②曲线c对应的NH3NO的物质的量之比是________,其理由是__________

(3)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2。活化过程中的能量变化模拟计算结果如图2所示。无水情况下,一个氧分子的活化能为__________,容易活化氧分子的条件是_________(填“有水”或“无水”)

(4)若反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率分别可表示为v=kc2(NO)·c2(CO)v=kc(N2)·c2(CO2)kk分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNO4molCO发生上述反应,测得COCO2的物质的量浓度随时间的变化如图3所示。

a点时,vv=_____________

②测得平衡时体系压强为pKP为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,则平衡常数KP=____________(用含p的式子表示)

(5)某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(NO的转化率)的影响。将等物质的量的NOCO以一定的流速分别通过催化剂ab,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。相同时间、不同温度下测得使用催化剂a时脱氮率与温度的关系如图4中曲线Ⅰ所示。已知催化效率ba,催化剂b的活性在450℃时最大(未达平衡)。请在图4中画出使用催化剂b时所对应的曲线(300℃开始画)_______________

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