题目内容
2012年冬季,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注,其中NOx、CO、SO2是主要污染性气体。
I.汽车内燃机工作时发生的反应是导致汽车尾 气中含有NO的重要原因之一。
(1)有人欲选用合适的催化剂,使反应2NO(g)=N2(g)+O2(g)能较快进行以达到除去NO的目的。你认为该反应能否自发进行 (填“能”或“不能”)。
(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为
,此反应为放热反应。在一定温度下,10L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如下表
①根据土表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v(NO)= ;达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等 (填“相等”或“不相等”)。
②在5~6s时,若K增大,5s后正反应速率 (填“增大”或“减小”)
③在5~6s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是 。
A.选用更有效的催化剂 B.缩小容器的体积
C.降低CO2浓度 D.升高温度
II为探究硫在氧气中燃烧的产物里是否有SO3,某化学兴趣小组在绝热环境下进行了定量实验探究。探究实验的相关数据如下
(3)对数据进行分析可知,等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO3比在空气中燃烧产生的SO3 (填“多”或“少”),原因可能是 。
A.纯氧中氧气浓度高,有利于化学平衡向右移动
B.化学反应
C.纯氧中氧气浓度高,单位时间内发热量大,致使反应体系的温度较高,不利于化学平衡
向右移动
D.3g硫在纯氧中燃烧比3g硫在空气中燃烧放出的热量多,不利于化学平衡
向右移动
(14分)
能 (2分)
①0.0225mol·L-1·s-1(2分);不相等(2分)
②减小(2分)
③BC(2分)
(3)少(2分);BC(2分)
解析试题分析:
(1)该反应是放热反应,能自发进行。
(2)①v(NO)=△c/△t=0.0225mol·L-1·s-1;两物质的起始量不同,转化量相同,所以转化率不同。
②该反应是放热反应,只有温度下降才能使K增大,温度下降v减小。
③分析数据,平衡应该正向移动,A.使用催化剂不改变平衡,错误;D.升高温度,K改变,错误。
(3)对数据进行分析可知,等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO3比在空气中燃烧产生的SO3少,用BC项内容可以解释。
考点:本题以科学情景为基础,考查了化学反应的方向、限度,化学平衡的移动、计算、平衡常数知识。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式= 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)。
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为
℃。
已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1) 830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)="0.003" mol·L-1·s-1,则6s时c(A)=________mol·L-1, C的物质的量为______ mol;此时,正反应速率_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率。
(2)在恒容密闭容器中判断该反应是否达到平衡的依据为________(填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(3)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为___________________。
(4)绝热容器不与外界交换能量,在恒容绝热条件下,进行2M(g)+N(g)2P(g)+Q(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高,简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:__________________________________________________________________________________。
物 质 | M | N | P | Q |
起始投料/mol | 2 | 1 | 2 | 0 |
(1)常温下,将2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
组别 | 一元酸 | NaOH | pH |
甲 | c(HX)=0.1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=9 |
乙 | c(HY)=c1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=7 |
①甲组实验的混合溶液中离子浓度由大到小顺序为 。由水电离出的c(OHˉ)= mol/L。
②乙组实验中HY为强酸,则HY溶液的c1 (填“<”、“=”或“>”)0.1。
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n(NO)/n(CO)比例变化情况如下图。
①为达到NO转化为N2的最佳转化率,应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为 、 。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH4与NO2发生反应的化学方程式为 。
(3)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 523K | 573K | 623K |
平衡常数(K) | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0(填“<”、“=”或“>”)。
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则此时的温度为 。
③请在下列坐标中画出②中求得该温度下CO、H2和CH3OH的浓度随时间变化的曲线,并进行适当的标注。