题目内容
【题目】在2L密闭容器内,800℃时,加入一定量的NO、O2,发生如下反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH< 0,反应过程中n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
n(NO)/mol | 0. 20 | 0. 10 | 0.08 | 0.07 | 0.07 | 0.07 |
(1)计算该反应在20秒内用O2表示的反应速率v(O2)= ______________ ;
(2)写出该反应的平衡常数表达式____________。升高温度该反应平衡常数会_______(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___________
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(4)能使该反应的反应速率增大,且NO的平衡转化率也增大的是__________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
(5)已知:2NO(g)
N2(g)+O2(g) K1=1×1030;2CO2(g)
2CO(g)+O2(g)K2= 4×10-92。随着轿车进入家庭,汽车尾气(含碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质)污染成为备受关注的环境问题,某市政府要求全市新有汽车尾气处理装置完成改装,改装后的尾气处理装置主要是加了有效催化剂。请你根据以上有关数据回答:
①2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+ 2CO2(g) K=_____________
②仅使用催化剂_______(填“能”或“否”)消除NO、CO污染气体。
【答案】0.0015mol/(L·s) K=
减小 d c 2.5 ×10121 (mol/L)-1 能
【解析】
根据表中数据,反应在30s时达到平衡状态;
20s 2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
初:0.20
反:0.12 0.05 0.12
剩:0.08
(1)分析可知,20s时,消耗n(O2)=0.05mol,v(O2)=
= 0.0015mol/(L·s);
(2)平衡常数K=
;ΔH< 0,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则K减小;
(3)a.反应体系中各物质均为气体,且气体总质量不变,容积为恒容,则密度自始至终不变,示意图错误,a错误;
b.方程式中的焓变与反应的物质的量无关,与反应的计量数有关,无法判断是否达到平衡状态,b错误;
c.反应开始时,反应物的浓度最大,反应速率最大,随反应的进行反应物的浓度逐渐减小,反应速率减小,示意图错误,c错误;
d.随反应的进行, NO反应的量逐渐增大,转化率增大,当达到平衡状态时,NO的量不再增大,即达到平衡状态,d正确;
答案为d;
(4)a.及时分离出NO2气体,反应物的瞬时反应速率不变,与题意不符,a错误;
b.适当升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,NO的转化率降低,与题意不符,b错误;
c.增大O2的浓度,正反应速率加快,平衡正向移动,NO的转化率增大,符合题意,c正确;
d.选择高效催化剂,正逆反应速率均增大,平衡不移动,转化率不变,与题意不符,d错误;
答案为c;
(5)①K=
=
=2.5 ×10121 (mol/L)-1;
②K值越大,说明这个反应正向进行的程度越大,则仅用催化剂能消除NO、CO污染气体。
【题目】在体积为2 L的密闭容器中,充入2mol CO2 和2mol H2,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = _____________;
(2)该反应为____________反应(选填“吸热”或“放热”);
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______________;
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ正(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。