题目内容
【题目】已知在一定温度下,一定体积的密闭容器里存在如下平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若开始时充入2 mol SO3,达到平衡时混合气体的压强比起始时增大了10%;若开始时充入2 mol SO2和1 mol O2,则达到平衡时SO2的转化率为
A. 20% B. 60% C. 80% D. 90%
【答案】C
【解析】
初始投入2molSO3与初始投入2molSO2和1molO2相当,在相同温度、相同体积的容器里,分别达到的平衡互为等效平衡,由此分析。
若开始时充入2molSO3,设达到平衡时O2的物质的量为x,则有下列关系:
相同温度和相同体积条件下,气体的压强与气体物质的量成正比,则有,,解得x=0.2mol。则平衡时O2有0.2mol、SO2有0.4mol、SO3有1.6mol。
若开始时充入2molSO2和1molO2,达到的平衡与上述平衡等效,则平衡时相应组分的物质的量相同,即平衡时SO2的物质的量为0.4mol,此时反应中转化的SO2物质的量为2mol-0.4mol=1.6mol,则达到平衡时SO2的转化率=,答案选C。
【题目】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:H2的燃烧热△H为-285.8kJ/mol。
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1) △H=-44 kJ/mol
则H2和NO2反应生成两种无污染的气体的热化学反应方程式为______________________。
(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.40molN2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
时间/s | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(NO2)/(mol/L) | 0.12 | 0.20 | 0.26 | 0.30 | 0.30 |
①0~40s内,v(NO2)=___________。
②升高温度时,气体颜色加深,则上述反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。
③该温度下反应的化学平衡常数K=___________。
④相同温度下,若开始向该容器中充入0.80molN2O4,则达到平衡后c(NO2)___________(填“>”=”或”<”)0.60mol/L
(3)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) △H2<O,v2正=k2正c (N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆c 2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1___________E2(填“>”“<”或“=”),其判断理由是____________________;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正/span>、k2逆的关系式为______________________。
(4)N2O5是绿色硝化试剂,溶于水可得硝酸。下图是以N2O4为原料电解制备N2O的装置。写出阳极区生成N2O5的电极反应式(注意阳极区为无水环境,HNO3亦无法电离): _________________________________。