题目内容
(10分)800℃、2L密闭容器反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中, n(NO)随
时间的变化如表:
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)反应进行到2 s时c (NO)= 。
(2)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率υ=___________。
(3) 反应达到平衡状态时NO的转化率= 。(提示 : )
(4)判断一可逆反应是否达到平衡状态的依据有很多,某同学针对该反应提出一种设想:测定容器内气体的密度,当密度不再改变时即可判断出该反应已经达到平衡状态。你认为这种设想是否正确? (填“是”或“否”)请说明你的理由 。
(每空2分)
⑴0.004mol/L;⑵0.0015mol/(L?s);⑶65%;⑷否 反应物、生成物均为气体,密闭容器中气体质量和体积不变,气体密度始终恒定。
解析试题分析:(1)反应进行到2 s时c (NO)=0.008mol÷2L=0.004mol/L。
(2)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=1/2×(0.020mol-0.008mol)÷2L÷2S=0.0015mol/(L?s)。
(3)反应达到平衡状态时NO的转化率=(0.020mol—0.007mol)÷0.020mol×100%=65%。
(4)因为该反应的反应物、生成物均为气体,根据质量守恒定律密闭容器中气体质量不变,密闭容器的体积为2L,体积不变,所以气体密度始终恒定,因此不能根据密度不再改变时判断出该反应已经达到平衡状态。
考点:本题考查化学反应速率了和转化率的计算、化学平衡状态的判断。
被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格(Robert Ettinger)在1962年写出《不朽的前景》(The Prospect Of Immortality)一书。他在书中列举了大量事实,证明了冷冻复活的可能。比如,许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来,春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是
A.温度越低,化学反应越慢 | B.低温下分子无法运动 |
C.温度降低,化学反应停止 | D.化学反应前后质量守恒 |
(12 分)T℃时,在某容积恒为2L密闭容器中充入2molN2、4molH2,在催化剂辅助下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.0kJ /mol。t0时刻,建立平衡后,测得生成NH3的量为2mol;从t1时刻开始,改变反应的一个条件,体系中反应速率随时间变化的情况,如下图所示。
试回答下列问题:
(1)T℃时,N2的转化率为:___________,该反应的平衡常数K=___________。
(2)T℃时,下列能证明该反应已经建立平衡状态的是:__________________。
A.体系总压强不再改变 |
B.混合气体颜色不再改变 |
C.H2的质量百分含量不再改变 |
D.c(N2)与c(NH3)的比值不再改变 |
(4)T℃时,建立平衡后,向容器中加入2molN2和2molNH3,则此时 v正 ___ v逆。
(8分) CO2是最重要温室气体,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2具有重大意义。
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2,在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。
①写出该反应的化学方程式_______________________ 计算从反应开始到3 min时,氢气的平均反应速率v(H2)=____________________。
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是___________________ 。
A 在原容器中再充入1 mol H2 B 在原容器中再充入1 mol CO2
C 缩小容器的容积 D 使用更有效的催化剂
E.在原容器中充入1 mol He F.将水蒸气从体系中分离出
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1,
(3)在一定压强下,测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。
温度(K) CO2转化率/(%) n(H2)/n(CO2) | 500 | 600 | 700 | 800 |
1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 |
2 | 60 | 43 | 28 | 15 |
3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则该反应的反应热a值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在一定温度下,增大的值,CO2转化率_________,生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。
汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致: N2(g)+O2(g)?2NO(g) ΔH>0,已知该反应在2 404 ℃ 时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol,5分钟后O2的物质的量为0.5mol,则N2的反应速率________。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志________。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 | B.混合气体密度不变 |
C.混合气体平均相对分子质量不变 | D.2v(N2)正=v(NO)逆 |
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数______。(填“变大、“变小”或“不变”)
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应___________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是____