【题目】科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”,其简单流程如图所示部分(条件及物质未标出).
(1)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1mol CO2和3mol H2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p后/p前 | 0. 90 | 0. 85 | 0. 83 | 0. 81 | 0. 80 | 0. 80 |
①用H2表示前2h平均反应速率v(H2)=___.
②该温度下CO2的平衡转化率为___.
(2)在300℃、8MPa下,将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1:3通入一恒压密闭容器中发生(1)中反应,达到平衡时,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(3)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92. 4 kJ mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A. 加入催化剂 B. 缩小容器体积 C. 降低温度 D. 增加NH3的物质的量
② 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
【题目】汽车尾气中含有CO、NO、NO2、碳氢化合物等多种污染物。回答下列问题:
(1)已知:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g) △H1=-10244kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H3=-746kJ·mol-1
①若H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1,则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为______________________________________________。
②部分化学键键能数据如下:
化学键 | O=O | C=O | C≡O |
E/(kJ·mol) | 494 | 799 | 1076 |
△H2=__________kJ·mol-1
(2)1573K时,N2+O22NO平衡常数为2. 0×10-6,若测得内燃机内平衡混合气中氮气、氧气的物质的量分别为0. 2mol、0. 001mol,则生成NO的物质的量为__________mol,N2的转化率为__________。
(3)反应NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)的平衡常数为1. 68×1060,从热力学角度看,该反应程度应该很大,实际汽车尾气中该反应的程度很小,原因是________________,要增大汽车尾气净化装置中单位时间内该反应的程度,关键是要_____________。
(4)T<500K时,反应NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)分两步进行:
第一步:NO2(g)+NO2(g)→NO3(g)+NO(g) (慢反应)
第二步:NO3(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g) (快反应)
下列表述正确的是__________(填标号)
A. 反应速率与NO浓度有关 B. 反应速率与NO2浓度有关
C. 反应的中间产物只有NO3 D. 第二步反应活化能较高