【题目】超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(10-4mol·L-1) | 10 | 4.5 | 2.5 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
c(CO)/(10-3mol·L-1) | 36.0 | 30.5 | 28.5 | 27.5 | 27.0 | 27.0 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1) 已知该反应ΔS<0,在上述条件下反应能够自发进行,则反应的ΔH________0(填写“>”“<”或“=”)。
(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)=________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数表达式K=________。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
【题目】CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。常利用煤气化过程中生成的CO和H2来制备甲醇。
(1)请根据图示写出该反应的热化学方程式:_______________;图中使用催化剂曲线是_______(填“a”或“b”)。
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的ΔH=______________kJ/mol。
(3)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示。
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
①从上表可以推断:此反应是__________(填“吸”或“放”)热反应。
②在830 ℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol,则达到平衡后CO的转化率为___________________。
(4)汽车排气管上的催化转化器发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,将一定量的NO和CO充入2 L固定容积的容器中,回答以下问题:
①能说明该反应达到平衡状态的是_____________(填字母标号)。
A. 2v正(NO)=v逆(N2) B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 气体总压强不再变化 D. ΔH保持不变
E.混合气体的密度不再变化
②从反应开始到5 min,生成了0.08 mol N2,则5 min内v(CO)=__________mol/(L·min)。
③25 min时,物质浓度变化如图所示,则改变的条件可能是________(填字母标号)。
A. 缩小容器体积 B. 增加NO的浓度
C. 降低温度 D. 升高温度