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6.臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)十O2(g)△H.不同温度下,在三个容器中发生上述反应,相关信息如表及图所示:
容器甲乙丙
容积/L112
反应物
起始量2mol NO2
1mol O32mol NO2
1mol O32mol N2O5
1mol O2
温度/KT1T2T2
下列说法正确的是(  )
A.0~10 min内甲容器中反应的平均速率:v(NO2)=0.02 mol•L-1•min-1
B.T1<T2,△H>0
C.平衡时N2O5浓度:c乙(N2O5)>c丙(N2O5)
D.T1K时,若起始时向容器甲中充入2 mol NO2、1 mol O3、2 mol N2O5和2 mol O2,则脱硝反应达到平衡前,v(正)<v(逆)

分析 A. 图象分析可知,N2O5(g)生成浓度0.2mol/L,则消耗NO2浓度0.4mol/L,计算v(NO2)在0~10min内甲容器中反应的平均速率=$\frac{△c}{△t}$;
B.先拐先平温度高,T1<T2,温度越高N2O5(g)浓度越小,结合平衡移动原理分析;
C.结合三行计算列式计算浓度,化学反应达到平衡状态不能进行彻底分析;
D.若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,计算浓度商Qc和平衡常数比较判断反应进行的方向.

解答 解:A、读图可知,0~10min内甲容器中N2O5的浓度变化量为0.2mol•L-1,2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)十O2(g),则消耗NO2浓度0.4mol/L,反应速率v(NO2)=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol/(L•min),故A错误;
B.先拐先平温度高,T1<T2,温度越高N2O5(g)浓度越小,说明温度升高平衡逆向进行,则反应△H<0,故B错误;
C,乙中依据化学三行计算得到,
2NO2(g)+O3?N2O5(g)+O2(g),
 2              1         0               0
 0.8          0.4       0.4          0.4
 1.2         0.6       0.4           0.4
丙中2NO2(g)+O3?N2O5(g)+O2(g),
                          1           2         0            
平衡时N2O5浓度:c乙(N2O5)<c丙(N2O5),故C错误;
D.若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,计算浓度商Qc=$\frac{2×2}{{2}^{2}×1}$=1,相当于加入五氧化二氮反应逆向进行,则脱硝反应达到平衡前,v(正)<v(逆),故D正确;
故选D.

点评 本题考查了化学平衡、化学反应速率影响因素的分析应用,图象变化和数值的计算是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-l  C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-l
2C(s)+O 2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-l
请写出NO和CO反应的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1.
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g).某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:
t/min0.001.002.003.004.005.00
c(N2O5)/(mol•L-1)1.000.710.500.350.250.17
①反应开始时体系压强为P0,第3.00min时体系压强为p1,则p1:p0=1.975;2.00min~5.00min内,O2的平均反应速率为0.055mol•L-1•min-1.
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是a.
a.容器中压强不再变化              b.NO2和O2的体积比保持不变
c.2υ正(NO2)=υ逆(N2O5)       d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)?2NO2(g)△H=QkJ•mol-l.将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图1所示.

如图1中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为200kPa,该温度下反应的平衡常数Kp=213.3KPa(小数点后保留一位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)将固体氢氧化钠投入0.1mol/L的HN3(氢叠氮酸)溶液当中,溶液的体积1L(溶液体积变化忽略不计)溶液的pH变化如图2所示,HN3的电离平衡常数K=1×10-5,B点时溶液的pH=7,计算B点时加入溶液的氢氧化钠的物质的量0.099mol.

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