题目内容
【题目】(1)氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是___。
a.反应速率v(NH3)=v(N2)
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6
e.12mol N-H键断裂的同时生成5mol N≡N键
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是v(正)___v(逆);d点对应的速率关系是v(正)___v(逆)。(填﹥、﹤或﹦)。
(2)一定条件下,在2L密闭容器内,反应2NO2(g)N2O4(g),n(NO2)随时间变化如下表:
①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为___。在第5s时,NO2的转化率为___。
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是__。
【答案】bc > = 0.00375mol·L-1·s-1(或0.225mol·L-1·min-1) 87.5% 随着反应的进行,反应物NO2的物质的量浓度减小,因而反应速率减小
【解析】
(1)①a.该反应达到平衡状态时,5v正(NH3)=4v逆(N2),故a错误;
b.该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应,容器体积恒定,所以未平衡时压强会发生改变,当压强不再变化时说明反应平衡,故b正确;
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不在改变,反应达到平衡,故c正确;
d.物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变,故d错误;
e.只要反应进行12mol N-H 键断裂的同时就会生成5mol N≡N键,二者均表示正反应速率,故e错误;
故答案为:bc;
②据图可知b点之后氮气的浓度增大,NO的浓度减小,说明此时反应正向进行,及v(正)> v(逆);d点时NO的浓度不再变化,说明反应达到平衡,所以v(正)= v(逆);
(2)①0~2s内v(NO2)==0.0075mol·L-1·s-1,同一反应同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比,所以v(N2O4)=0.5v(NO2)=0.00375mol·L-1·s-1;第5s时,二氧化氮的转化率为=87.5%;
②随着反应的进行,反应物NO2的物质的量浓度减小,因而反应速率减小。
【题目】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
ii:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
ΔH3=________。
(2)在密闭容器中进行反应i,改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
反应Ⅰ恒 温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应Ⅱ绝 热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡后,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ)________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡时CO2的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2 ℃,再次平衡时H2的物质的量为2.5 mol,则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30 min时只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)随时间的变化曲线。
①0~5 min内,该反应的平均反应速率v(NO)=________;平衡时N2的产率为________。
②若13 min时,向该容器中再充入0.06 mol CO2,15 min时再次达到平衡,此时容器内/的比值应在图中A点的________(填“上方”或“下方”)。