题目内容
【题目】汽车尾气是城市的主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)
2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向5L密闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2,在5min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5mol。
①5min内该反应的平均速率υ(NO)=___;在T℃时,该反应的平衡常数K=___。
②反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是___(填序号)。
a.混合气体的密度
b.混合气体的压强
c.正反应速率
d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是___。
【答案】0.2mol·L-1·min-1 1.25 cd 2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1kJ·mol-1
【解析】
(1)①利用三段式列出各组分数据,代入化学反应速率和化学平衡常数表达式计算;
②a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变;
c.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大,据此分析判断;
(2)根据盖斯定律分析计算。
(1)①T℃时,向 5L密闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2,在5min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5mol,由题中所给数据可知:
则υ(NO)=
=0.2mol/(Lmin),K=
=
=1.25;
故答案为:0.2mol/(Lmin);1.25;
②a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变,故a不选;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变,混合气体的压强不变,故b不选;
c.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,故c选;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大,单位时间内,N2和NO的消耗量之比减小,故d选;
故答案为:cd;
(2)①已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol,依据盖斯定律可知②-①得:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=(-571.6kJ/mol) - 180.5kJ/mol ═ -752.1kJ/mol;
故答案为:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-752.1kJ/mol。