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,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)

1.00×10-3

4.50×10-4

2.50×10-4

1.50×10-4

1.00×10-4

1.00×10-4

c(CO)/(mol/L)

3.60×10-3

3.05×10-3

2.85×10-3

2.75×10-3

2.70×10-3

2.70×10-3

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的______0(填写“>”、“<” 或“=”)。

(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。

(3)该反应的平衡常数K的表达式为K=_________________________;在该温度下,反应的平衡常数的值为____________

(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高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

(5)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、催化剂的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的实验设计表中。请在表格中填入剩余的实验条件数据。

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

280

1.20×10-3

5.80×10-3

82

 

 

 

124

350

 

 

124

 

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:

CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g)

(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的相对平均分子质量不变

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

E. 容器中气体的压强不再改变

(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“="”" 或“<”);

②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =" 0.2" mol/L,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。

a. 升温                b. 加入催化剂

c. 增加CO的浓度        d. 恒容下加入H2使容器内压强变大

e. 分离出甲醇          f. 恒容下加入惰性气体使容器内压强变大

(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:

CO

H2

CH3OH

0.5 mol·L-1

2mol·L-1

6mol·L-1

此时反应的正、逆反应速率的关系是:v(正)       v(逆)(填“>”、“="”" 或“<”)。

(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。在图2中标出甲、乙两容器中CO的转化率随时间变化的对应图像(在图2相应曲线右侧的框格中分别标注“甲”、“乙”)。

 

 0  68945  68953  68959  68963  68969  68971  68975  68981  68983  68989  68995  68999  69001  69005  69011  69013  69019  69023  69025  69029  69031  69035  69037  69039  69040  69041  69043  69044  69045  69047  69049  69053  69055  69059  69061  69065  69071  69073  69079  69083  69085  69089  69095  69101  69103  69109  69113  69115  69121  69125  69131  69139  203614 

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