题目内容
【题目】雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
①N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH1=akJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH2=bkJ·mol-1
③CO(g)+
O2(g)
CO2(g) ΔH3=ckJ·mol-1
④2CO(g)+2NO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH4
请回答下列问题:
(1)根据反应①②③,确定反应④中ΔH4=____kJ·mol-1。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应①的Kp=__(用表达式表示)。
(3)下列情况能说明反应②已达平衡状态的是__(填字母)。
A.单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变
(4)试分析高温下不利于反应③自发进行的原因__。
(5)探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中起始
的比值、温度的关系,得到如图2所示的曲线。在X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是__。
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【答案】2c-a
CD 因为该反应的ΔH<0,ΔS<0 Z>Y>X
【解析】
(1)根据盖斯定律计算焓变;
(2)根据反应①的方程式得出Kp=
;
(3)化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论;
(4)根据该反应为气体体积减小的放热反应结合△G=△H-T△S<0自发判断;
(5)温度一定,当CO的量一定时,增大NO的量,平衡右移,CO转换率增大。
(1)根据盖斯定律,反应②×2-③即得,确定反应④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H4=(2c-a)KJ/mol,故答案为:2c-a;
(2)根据反应①的方程式得出Kp=
;
(3)A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO,都是正反应,故不能说明达到平衡状态,故A错误;
B.总质量一定,体积一定,故密度一定,故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态,故B错误;
C.该反应平衡移动时会便随能量的变化,绝热容器内的温度会发生变化,温度的变化导致平衡常数的变化,所以当平衡常数不变时说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变,则反应达平衡,能说明达到平衡状态,故D正确;
故选:CD;
(4)因为该反应为气体体积减小的放热反应,即△H<0,△S<0,所以在高温下△G=△H-T△S>0非自发,故答案为:因为该反应的ΔH<0,ΔS<0;
(5)温度一定,当CO的量一定时,增大NO的量,平衡右移,CO转换率增大,即
的比值越大,CO的转化率越大,故答案为:Z>Y>X;
【题目】一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的饮用水二级消毒剂。
(1)用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2molCl2和2molNH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t /min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
甲(400℃)n(Cl2)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙(T℃)n(Cl2)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①T℃_____400℃(填“>”或“<”),该反应的ΔH____0(填“>”或“<”)。
②该反应自发进行的条件是__________(填高温、低温、任何温度)。
③对该反应,下列说法正确的是_________(填选项字母)。
A. 若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态
B. 若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1,则表明反应达到平衡状态
C. 反应达平衡后,其他条件不变,加入一定量的NCl3,平衡将向逆反应方向移动
D. 反应达到平衡后,其他条件不变,在原容器中按
继续充入一定量反应物,达新平衡后Cl2的转化率增大
(2)工业上可利用反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)制备二氯胺。
①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解,生成具有强杀菌作用的物质,写出该反应的化学方程式______________________________。
②在恒温条件下,将2molCl2和1molNH3充入某密闭容器中发生上述反应,测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是________点(填“A”“B”或“C”);B点时反应物转化率:α(Cl2)____α(NH3)(填“>”“=”或“<”),若B点平衡体积为2L,则平衡常数K=_____________。
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