题目内容
【题目】汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+bkJ/mol
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-ckJ/mol
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为_________。
(2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_________。
(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(10-4mol/L) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(10-3mol/L) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
①前2s内的平均反应速率v(N2)=_________,此温度下,该反应的平衡常数K=_________。
②能说明上述反应达到平衡状态的是________。
A.2n(CO2)=n(N2) B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体密度不变 D.容器内气体压强不变
③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是______________,图中压强(P1、P
【答案】 (a/2)kJ/mol 2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH=-(2a+b-c)KJ/mol 1.875×10-4mol·L-1·s-1 5000(或5000L/mol) BD 该反应正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率减小 P1>P2>P3 正反应为体积减小的反应,增压平衡正向移动,NO的衡转化率增大
【解析】试题分析:本题通过汽车尾气中NOx和CO转变成N2和CO2反应原理的探讨,主要考查热化学方程式书写、化学反应速率和平衡常数的计算、化学平衡状态的判断、化学平衡移动等基础知识,考查考生对燃烧热概念的理解及图像的识别能力、化学平衡知识的综合运用能力。
解析:(1)燃烧热是指298K、1.01×105Pa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物释放的能量。因此根据反应①,CO燃烧热为a/2 kJ/mol。正确答案:a/2 kJ/mol。(2)反应原理是2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),可由原反应①×2-③-②得到,则ΔH=--(2a+b-c)KJ/mol。正确答案:2NO2(g)+4CO(g)
N2(g)+4CO2(g) ΔH=-(2a+b-c)KJ/mol。(3)①
。4s后,体系中CO、NO浓度均保持不变,反应达到平衡状态,此时参加反应的NO为(10.0-1.00)×10-4mol·L-1=9×10-4mol·L-1,参加反应的CO(3.6-2.7)×10-3mol·L-1=9×10-4mol·L-1,生成CO 2浓度为9×10-4mol·L-1,N 2浓度为4.5×10-4mol·L-1,所以
。正确答案:1.875×10-4mol·L-1·s-1、5000。②可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,体系中各物质含量保持不变。A、描述的反应速率是总反应速率,且都是正反应速率,A错误。B、由于反应过程中气体物质的量减小,但是气体总质量不变,所以反应无论正向进行还是逆向进行,M=m/n都会改变,因此B一定处于平衡状态,B正确。C、容器体积不变,气体质量不变,所以无论反应如何进行,气体的密度都不改变,因此C不能判断反应是否建立平衡状态,C错误。D、体积不变时,反应正向进行时气体减少,压强减小,反之压强增大,所以容器内压强不变时,该反应一定处于化学平衡状态,D正确。正确答案:BD。③任意选定某一压强,由图可知,其他条件不变时,随着温度升高NO平衡转化率减小,既升高温度平衡逆向移动,所以正反应为放热反应。其他条件不变且温度相同时,由图可知压强从P1→P2→P3变化时,NO平衡转化率减小,既平衡逆向移动,由反应气体系数可得,平衡逆向移动对应气体压强减小,所以P1>P2>P3。正确答案:该反应正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率减小 、P1>P2>P3 、正反应为体积减小的反应,增压平衡正向移动,NO的衡转化率增大。
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【题目】一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2 , 发生反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g).经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | t1 | t2 | t3 | t4 |
n(SO3)/mol | 0 | 0.8 | 1.4 | 1.8 | 1.8 |
下列说法正确的是( )
A.反应在前t1 s 的平均速率v(O2)= molL﹣1s﹣1
B.保持其他条件不变,体积压缩到1.0L,平衡常数将增大
C.相同温度下,起始时向容器中充入4mol SO3 , 达到平衡时,SO3的转化率大于10%
D.保持温度不变,向该容器中再充入2mol SO2、1mol O2 , 反应达到新平衡时 增大