题目内容

【题目】研究SO2NOx等大气污染物的要善处理具有重要意义。

(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)对煤进行脱硫处理。某温度下,测得反应在不同时间点各物质的浓度如下:

时间/min

浓度/mol·L-1

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.78

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.44

0.80

0.80

0.88

0.88

0~10min内,平均反应速率v(SO2)=___mol/(L·min)

30min后,只改变某条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是___(填字母)。

A.移除部分CaSO4(s) B.通入一定量的O2

C.加入合适的催化剂 D.适当缩小容器的体积

(2)利用活性炭吸附汽车尾气中的NOC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),实验测得,v=kc2(NO)v=kc(N2) c(CO2)(kk为速率常数,只与温度有关)。在密闭容器中加入足量Cs)和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

①由图可知:该反应的ΔH___0(填“>”“<”);在1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为___

②用某物质的平街分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K1.1×106Pa时,计算该反应的化学平衡常数Kp=___[已知:气体分压(P分)=气体总压(P×体积分数]

③达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数___(填“>”“<”“=”k增大的倍数,1100K时,计算kk=___

【答案】0.044 BD < 反应未达到平衡状态,温度的升高,反应速率加快,NO转化率增大 4 < 0.11

【解析】

根据v=计算;根据30min后,氧气、二氧化碳的浓度都增大,改变的条件可为加入氧气或适当缩小容器的体积等;根据在1050 kPa时反应达到平衡,在1050 kPa前,温度升高对化学反应速率及反应进行的方向分析判断;根据在1100kPaNO转化率40%,结合三行计算列式得到。

(1)①根据v=CO2的化学反应速率v(CO2)==0.044mol/(Lmin),根据方程式可知:物质反应的速率比等于化学方程式的化学计量数的比,所以v(SO2)=v(CO2)=0.044mol/(Lmin),故答案为:0.044

30min后,氧气、二氧化碳的浓度都增大,可为加入氧气或适当缩小容器的体积等,故答案为:BD

(2)①由图像可知,当温度高于1050K时,随着温度升高,NO的转化率降低,则平衡逆向移动,因此该反应的正反应为放热反应,即ΔH<01050kPa 前,反应b NO2转化率随着温度升高而增大是由于1050kPa前反应未达平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,更多的反应物变为生成物,因此NO2转化率随温度的升高而增大,故答案为:<;反应未达到平街状态,温度的升高,反应速率加快,NO转化率增大;

②由图像可知,在1050K1.1×106Pa时,NO转化率80%,可列平衡三段式为:

由于容器的容积不变,因此气体的物质的量的比等于气体压强之比,可知平衡时p(NO)=0.2p()p(N2)=0.4 p()p(CO2)=0.4 p(),则用平衡分压表示的化学平衡常数,故答案为:4

③正反应为放热反应,升高温度平衡向左移动,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,浓度不变,故k增大的倍数小于k增大的倍数,1100K时,NO的平衡转化率为40%,可列平衡三段式为:

则平衡常数K=,当反应达到平衡时,υ,故,故答案为:<0.11

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