题目内容
【题目】有科学家正在研究用碳与一氧化氮反应处理环境问题
C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g)△H
(1)实验方案中有下列措施:①采用加热提高反应速率,②使用催化剂提高反应速率,③使用加压提高NO转化率,④使CO2转化成干冰从体系用脱离,提高NO的转化率,你认为可行的是_________。
(2)这个反应的平衡常数表达式是_________________;
(3)在恒容恒温密闭容器中,科学家得到下列实验数据
时间(min) | 浓度(mol/L) | ||
NO | N2 | CO2 | |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
反应在该温度下的平衡常数K=_________________;
(4)若在(3)的实验中30min时开始升温,36min时达平衡,测得NO的转化率变为50%,则该反应的△H_______0(填“>”、“<”、“=”),判断的理由是___________________;
(5)若科学家在30min后改变了某一条件,反应进行到40min时达平衡浓度分别为c(NO)=0.032mol/L,c(N2)=0.034mol/L,c(CO2)=0.017mol/L,则改变的条件可能是______,判断的依据是____________________。
【答案】①②④
<升温后NO的转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热分离出部分CO2因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大
【解析】
(1)①升温正逆反应速率都增大,故采用加热提高反应速率可行;②催化剂能够加快反应速率,使用催化剂提高反应速率可行;③该反应前后气体体积相等,加压平衡不移动,使用加压提高NO转化率不可行;④分离出生成物平衡正向移动,使CO2转化成干冰从体系用脱离,提高NO的转化率可行;故答案为:①②④;
(2)C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g)△H,化学平衡常数K=
═
,故答案为:K=
;
(3)根据表格数据可知,20s后反应达到平衡状态,K=
=
=
,故答案为:
;
(4)原平衡中NO的转化率为
×100%=60%,升温后NO的转化率变为50%,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,△H<0,故答案为:<;升温后NO的转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应放热;
(5)改变了某一条件,达到新的平衡时,c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大,只能是分离出部分二氧化碳,因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大,故答案为:分离出部分二氧化碳;因为降温时反应正向移动,生成物浓度都增大,加压平衡不移动,各组分浓度都增大,只能是分离出部分二氧化碳,平衡正向移动,才会导致c(NO)和c(CO2)减小,c(N2)增大。