题目内容

【题目】“绿水青山就是金山银山”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ·mol-1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

0~10min内,平均反应速率υ(O2)__ mol·L-1·min-1;当升高温度,该反应的平衡常数K_____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为__________;在1100K时,CO2的体积分数为_____。

(3)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___ [已知:气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]。

(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8k·mol-1,生成无毒的N2和CO2。实验测得,υ正=k正·c2(NO)·c2(CO),υ逆=k逆·c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数___(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=_____。

【答案】0.021 减小 1050K前反应末达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大 20% 4 < 或0.25

【解析】

(1)先算Δc(O2),再算速率,再根据温度变化影响平衡移动得出。

(2)在1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快;根据题意假设加入1 mol NO,再根据转化率进行计算,得出体积分数。

(3)先假设加入1mol NO,根据平衡时转化率得到n(NO)、n(N2)、n(CO2),再算出各物质的平衡分压,再根据压强平衡常数计算。

(4)①正反应为放热反应,升高温度平衡向左移动,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。

②当反应达到平衡时,υ正=υ逆,先计算平衡时c(CO)、c(NO)、c(N2)、c(CO2),再计算比值。

(1)在010min内,Δc(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L,故;正反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,故化学平衡常数K减小,故答案为:0.021;减小。

(2)在1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;达到平衡后,升高温度,平衡向左移动,NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),假设加入1 mol NO,在1100 K时,α(NO)= 40%,则Δn(NO)=0.4 mol,故n(CO2)=0.2 mol,由于反应前后气体的总物质的量不变,故混合气体中CO2的体积分数为,故答案为:1050K前反应末达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;20%。

(3)根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),假设加入1mol NO,在1050K时,α(NO)=80%,平衡时,n(NO)=0.2mol,n(N2)=0.4mol,n(CO2)=0.4mol,各物质的平衡分压为,,,故反应的化学平衡常数,故答案为:4。

(4)①正反应为放热反应,升高温度平衡向左移动,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,浓度不变,故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;

②当反应达到平衡时,υ正=υ逆,故,根据热化学方程式可知,平衡时c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(N2)=0.2mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,故,故答案为:0.25。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网