题目内容

【题目】汽车排放的尾气是大气污染气体之一。如何减少污染气体的排放是科学家研究的热门课题。请回答下列问题:

1)已知:CO的燃烧热为283.0kJ·mol1N2(g)+2O2(g) =2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1,则NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=___kJ·mol1,若反应中有14g还原剂发生反应,则转移电子___mol

2)使汽车排放的CONO在一定条件下发生反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),可有效地减少空气污染。若在一定温度下,将6molNO8molCO充入10L固定容积的容器中发生上述反应,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。

①该反应的化学平衡常数K=___NO的平衡转化率=___

15min时,若改变反应条件,导致CO浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是___

a.缩小容器体积b.增加CO2的量c.体积不变通入少量氩气d.加入催化剂

③当NOCO的起始浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示,则下列说法正确的是___

A.该反应ΔH<0 Bp1<p2<p3

C.升高温度正反应速率减小,逆反应速率增大 D.温度不变,增大压强,平衡常数增大

④以下说法中能判断反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)达到平衡的是___

A.反应物和生成物的物质的量相等 B.单位时间内消耗1molNO同时生成1molCO2

C.混合气体压强不再发生变化 DNO的浓度不再变化

⑤向反应容器中再分别充入下列气体,能使NO转化率增大的是___

AO2 BN2 CCO DNO

【答案】-598 1 5 66.7% ab A CD C

【解析】

1)①N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1CO的燃烧热为283.0kJ·mol1则②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1;②×2-×①得NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

2)①列方程式的“三段式”根据公式K=可以求得;

②由图可知15minCO的浓度增加并且反应速率比0-10min小,说明反应左移且没有增加反应速率;

A. 由图可知,升高温度,NO的平衡转化率减小,反应左移,说明该反应放热,ΔH<0,故A正确;

B. 反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,增大压强反应右移,NO的平衡转化率增大,由图可知平衡转化率:p1>p2>p3,则压强关系:p1>p2>p3,故B错误;

C. 升高温度正反应速率和逆反应速率都增大,故C错误;

D. 平衡常数和温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D错误;

④根据反应到达平衡的条件判断;

⑤使NO转化率增大即反应右移。

1)①N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+64kJ·mol1CO的燃烧热为283.0kJ·mol1则②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1;②×2-×①得NO2(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -283.0kJ·mol1×2-64× kJ·mol1= -598 kJ·mol1;该反应中还原剂是COC元素从+2价变成+4价,转移2个电子,14gCO的物质的量是=0.5mol,共转移电子0.5mol×2=1mol

2)①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

起始(mol/L0.6 0.8 0 0

转化(mol/L0.4 0.4 0.2 0.4

平衡(mol/L0.2 0.4 0.2 0.4

K===5NO的平衡转化率=×100%=66.7%

②由图可知15minCO的浓度增加并且反应速率比0-10min小,说明反应左移且没有增加反应速率,反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,所以减小压强或者增加CO2的量可以让反应左移,故选ab

A. 由图可知,升高温度,NO的平衡转化率减小,反应左移,说明该反应放热,ΔH<0,故A正确;

B. 反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,增大压强反应右移,NO的平衡转化率增大,由图可知平衡转化率:p1>p2>p3,则压强关系:p1>p2>p3,故B错误;

C. 升高温度正反应速率和逆反应速率都增大,故C错误;

D. 平衡常数和温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D错误;

故选A

A. 反应物和生成物的物质的量相等不能说明反应已经到达平衡,故A错误;B. 单位时间内消耗1molNO同时生成1molCO2,则VNO= 2VCO2),不能说明反应到达平衡,故B错误;C. 反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,混合气体压强不再发生变化,则气体体积不再变化,说明反应到达平衡,故C正确;D. NO的浓度不再变化说明反应到达平衡,故D正确;故选CD

⑤使NO转化率增大即反应右移,需要加入反应物CO,加入NO等效于增大压强,反应左移NO转化率减小,故选C

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