题目内容
【题目】在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)该反应平衡常数的表达式为K=_______________A点处,v(正) ______ v(逆),A点正反应速率 ______ B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空).
(2)图中表示O2变化的曲线是 ______ .用NO2表示从0~2s内该反应的平均速率v= ______ .
(3) 能说明该反应已经达到平衡状态的是 ______ .
a.NO、O2、NO2的浓度不变
b.v(NO)=2v(O2)
c.NO、O2、NO2的分子数之比为2:1:2
d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是 ______ .
a.适当升高温度b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
【答案】c2(NO2)/c2(NO)c(O2) 大于 大于 d 3×10-3mol/(Ls) ad acd
【解析】
(1)化学反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,逆向进行,正反应速率小于逆反应速率;
(2)根据一氧化氮的平衡浓度仪器变化浓度计算氧气的平衡浓度,根据公式v=△c/△t计算化学反应速率;
(3)根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(4)一般增大反应物的浓度、增大压强,升高温度、使用催化剂,化学反应速率加快,据此答题。
(1)可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=c2(NO2)/c2(NO)c(O2),根据图结合表中的数据可知,图中c线为NO的变化曲线,因为在起点NO的物质的量为0.02mol,容器体积是2L,起始浓度为0.01mol/L,图中c线符合,在A点处,NO的物质的量浓度在减小,说明反应在向正反应方向进行,此时v(正)>v(逆),随着的时间的推移,反应物浓度下降,正反应速率下降,所以A点正反应速率大于B点正反应速率,故答案为:c2(NO2)/c2(NO)c(O2),大于,大于。
(2)反应中一氧化氮的浓度变化量是(0.02mol0.007mol)/2L=0.0065mol/L,所以氧气的浓度减小量是0.00375mol/L,即为d曲线,从0~2s内该反应的一氧化氮浓度减小(0.020.008)/2mol/L=0.006mol/L,二氧化氮的浓度变化量是0.006mol/L,所以用NO2表示从0~2s内该反应的平均速率v=0.006mol/L2s0.006mol/L2s=3×10-3mol/(Ls),故答案为:d;3×10-3mol/(Ls)。
(3)a.NO、O2、NO2的浓度不变是化学平衡的特征,故a正确;
b.v(NO)=2v(O2)不能说明正逆反应速率相等,反应不一定平衡,故b错误;
c.NO、O2、NO2的分子数之比为2:1:2的状态不能说明正逆反应速率相等,此时的状态不一定时平衡状态,故c错误;
d.v逆(NO2)=2v正(O2)说明正逆反应速率是相等的,所以该状态是平衡状态,故d正确。
故答案为:ad。
(4)a.适当升高温度可以加快反应速率,故a正确;
b.及时分离出NO2气体,会降低反应速率,故b错误;
c.增大O2的浓度可以加快反应速率,故c正确;
d.选择高效的催化剂可以加快反应速率,故d正确。
故答案为:acd。
【题目】“绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视,研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质,对建设美丽中国具有重要意义。
(1)有人设计通过硫循环完成CO的综合处理,原理为
a.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1=37.4kJ·mol-1
b.S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=-45.4 kJ·mol-1
则CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为______。
(2)CO可在一定条件下转化为CH3OH。已知:向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH2,在适合的催化剂和T1温度下,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:
反应时间 | CO(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) |
0min | 2 | 4 | 0 |
10min | 2 | ||
20min | 0.2 |
①前10min内的平均反应速率v(CO)=______;在20min时,温度T2下,该反应的化学平衡常数为_______。
②若30min时升高温度,化学平衡常数值_______(填:“增大“减小”“不变”)。
③在T1温度下,既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_______(填两种措施即可)
④在恒温恒容下,下列可以判断CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡状态的_____(填序号)。
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
b.混合气体的物质的量不再变化
c.单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2
d.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2的正反应速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2
则k1=____,m=_____,n=_____。