题目内容
2014年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2 CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。
(1)该反应的△H 0(选填“>’’、“<")。
(2)在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=
(3)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(1)<;(2)0.025mol/(L?s);(3);(4)bd。
解析试题分析:(1)根据题给图像知,温度T1时先达平衡,即温度为T1时反应速率快,根据温度对反应速率的影响规律知,温度T1>T2;温度为T1时,二氧化碳的平衡浓度较低,说明升高温度平衡向逆反应移动,根据温度对化学平衡的影响规律知,该反应放热反应,△H<0;(2)根据题给图像知,T2温度时2s到达平衡,二氧化碳的浓度变化为0.1mol/L,根据公式v=△c/△t知,v(CO2)=0.05mol/(L?s),利用速率之比等于化学计量数之比知,v(N2)=0.025mol/(L?s);(3)固体催化剂表面积越大反应速率越快,到达平衡的时间越短,催化剂的表面积S1>S2,S2条件下达到平衡所用时间更长,但催化剂不影响平衡移动,平衡时二氧化碳的浓度与温度T1到达平衡时相同,故c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线为:;(4)a、可逆反应到达平衡后正、逆速率相等且不再变化,由图像a知,t1时刻V正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,错误;b、该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,平衡常数不变,与图像符合,正确,c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,错误;d、NO的质量分数为定值,t1时刻处于平衡状态,正确;选bd。
考点:考查化学平衡图象、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响因素、化学反应速率计算及平衡状态的判断。
某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示:
实验编号 | 锌的状态 | 反应温度/℃ | 收集100 mL氢气 所需时间/s |
Ⅰ | 薄片 | 15 | 200 |
Ⅱ | 薄片 | 25 | 90 |
Ⅲ | 粉末 | 25 | 10 |
(1)该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响;
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明________,化学反应速率越大;
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________;
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:_______________________________________________________________。
工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1。
(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
④混合气体的平均摩尔质量增大
⑤容器内的气体密度不变
(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。