某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g) △H =" a" kJ/mol
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
| 温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡总压强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
| 平衡气体总浓度/mol·L-1 | 2.4×10-3 | 3.4×10-3 | 4.8×10-3 | 6.8×10-3 | 9.4×10-3 |
①取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个100L的密闭真空容器中,在25.0 ℃达到分解平衡。则反应 热(填“吸”或“放”) kJ/mol(用含a字母表示)。若将温度降到15.0 ℃,再次达平衡后氨基甲酸铵固体改变 g
②根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数: .
(7分)合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料.从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3![]()
请回答下列问题:
(1)在一恒容密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示.反应进行的前5min内,
(H2)= ;10min时,改变的外界条件可能是 .
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象
(3)反应③中△H3= .800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
| CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 (填代号).
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆)
c.v(正)=v(逆) d.无法判断.
设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)△H=Q1的平衡常数为K1,
反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)△H=Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
| 温度(T) | K1 | K2 |
| 973 | 1.47 | 2.38 |
| 1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用合适的催化剂
D.设法减少CO的量E.升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=_____________;
研究NO2、、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
利用反应6NO2(g)+8NH3(g)
7N2(g)+12 H2O(g)可处理NO2。700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的NO2和NH3, 反应过程中测定的部分数据见下表
| 反应时间/min | n(NO2)/mol | n(NH3)/ mol |
| 0 | 1.20 | 1.60 |
| 2 | 0.90 | |
| 4 | | 0.40 |
(2)700℃ ,将NO2与NH3以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.体系密度保持不变
d.每消耗1 mol NO2的同时生成2 mol H2O
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的
会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的
和
转变成
和
,化学方程式: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(mol·L-1)如表:
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO) | 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) | 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)若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大,则上述反应的
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。(保留两位小数)
(3)下列措施能提高
A.选用更有效催化剂 B.升高反应体系温度C.降低反应体系温度 D.缩小容器体积
(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。(浓度/ mol·L-1)
| 实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂比表面积/m2·g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
| Ⅱ | | | | 124 |
| Ⅲ | 350 | | | 124 |
②请在给出的坐标图中,画出上表中的Ⅰ、Ⅱ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、起始浓度。