超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的化学方程式如下:
2NO+2CO
2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
| c(CO)/ mol·L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
请回答:以下各题(均不考虑温度变化对催化效率的影响):
(1) 在上述条件下反应能够自发进行,则反应的ΔH 0(填写“>”、“<”、“=”)。
(2) 前2s内的平均反应速度v(N2)= 。
(3) 假设在容器中发生上述反应,达到平衡时下列能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(4) 研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
| 实验编号 | T/ ℃ | NO初始浓度/ mol·L-1 | CO初始浓度/ mol·L-1 | 催化剂的比表面积/ m2·g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
| Ⅱ | 124 | |||
| Ⅲ | 350 | 124 |
①请在空格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的II、III两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。
![]()
![]()
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 |
某温度下,在体积为10L的容器中将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热,一段时间后达到平衡状态,测得CO的物质的量为0.5 mol。回答下列问题:
(1) 该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
该反应的正反应方向ΔH 0(填“<”或“>”)。
(2)上述数据对应的化学平衡状态建立的温度是 。
(3) 若其它条件不变,1000℃时,测得容器中c(CO) = 0. 060 mol·L-1 ,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (选填是或否),此时,化学反应速率是v正_______v逆(选填大于、小于或等于),其原因是______________________。
一定条件下,将X和Y两种气体按不同比例放入固定容积的密闭容器中,反应达平衡后,测得X、Y的转化率与起始时物质的量之比
的关系如下图。改变温度和压强,生成物Z的百分含量见下表,则该反应的化学方程式可表示为
| 温度/℃ | 压强/kPa | Z的质量分数 |
| 200 | 101 | 0.40 |
| 300 | 101 | 0.48 |
| 400 | 202 | 0.52 |
| 400 | 303 | 0.52 |
A.3X(g)+Y(g)
3Z(g) ΔH<0
B.X(g)+3Y(g)
4Z(g) ΔH>0
C.3X(g)+Y(g)
4Z(g) ΔH>0
D.X(g)+3Y(g)
3Z(g) ΔH<0