14.(12分)汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-113 kJ/mol,ΔS=-145 J/(mol·K).

(1)为了提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施为________.

A.加催化剂同时升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

(2)该反应达到平衡时若增大压强,则混合气体的平均相对分子质量________,若升高温度,则该反应的平衡常数________(均填“增大”、“减小”或“不变”).

(3)在如图中画出在某时刻条件改变后的图象(其他条件不变).

t1:增大NO的浓度

t2:降低温度

(4)判断该条件下反应能否自发.

解析:(1)加入催化剂不能提高NO的转化率只能提高反应速率.升高温度,平衡左移,NO转化率降低,A错误;升高温度可以提高反应速率但升高温度和加入N2使平衡左移,NO的转化率降低,C错误;降低温度平衡右移,NO的转化率增大但反应速率减小,D错误.

(2)该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,增大压强,气体的总质量不变,总物质的量减小,则增大,升高温度,K值减小.

(3)增大NO的浓度时,图象连续,而降低温度图象不连续.

(4)根据ΔG=ΔHTΔS进行计算,ΔG>0非自发,ΔG<0自发.

答案:(1)B (2)增大 减小

 

(3)

(4)ΔG=ΔHT·ΔS

=-113 kJ/mol+298 K×145×103 kJ/(mol·K)

=-69.79 kJ/mol<0

故反应能自发进行.

13.(16分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),500 K、30 MPa下n(NH3)、n(H2)和n(N2)随时间变化的关系如图所示.

请回答下列问题:

(1)上图中属于氢气物质的量随时间变化的曲线是______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”).

(2)关于t2时刻的说法正确的是________.

A.t2时该反应达到平衡状态

B.t2时Ⅱ和Ⅲ代表的物质反应速率相同

C.t2时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为3∶1∶2

D.t2时氨气与氢气的物质的量相同

(3)对于Ⅱ所代表的物质,其逆反应速率最大的点是________(填“c”、“d”或“g”);对于Ⅰ所代表的物质,其正反应速率最小的点是________(填“a”、“e”或“f”).

(4)其他条件不变,只改变温度,在改变的这个温度下反应至t3时刻,此时n(H2)比图象中的值大,那么该温度最可能的是________.

A.673 K      B.273 K

C.373 K      D.1073 K

解析:(1)由图象中三条曲线的变化规律可知:Ⅰ和Ⅲ随着时间的进行,物质的量逐渐减小,且Ⅲ的变化最大,所以Ⅲ曲线代表的是氢气.

(2)从图象可以看出,t2时刻并没有达到化学平衡状态,只是Ⅱ和Ⅲ代表的物质的物质的量相等(即氨气和氢气的物质的量相等);一个可逆反应在任何时刻,其不同物质代表的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,C、D正确.

(3)可逆反应在开始时正反应速率最大,随着反应物浓度的降低,正反应速率逐渐降低,而逆反应速率正好相反,随着反应的进行,逆反应速率增大,直至正逆反应速率相等,故对于Ⅱ所代表的物质,逆反应速率g点最大,对于Ⅰ所代表的物质,正反应速率f点最小.

(4)改变温度,反应至t3时刻,即达到化学平衡,混合体系中氢气的物质的量比500 K时大,因为合成氨的反应是一个放热反应,所以温度越高,氢气的转化率越低,则混合体系中氢气的物质的量越多,但因为工业合成氨考虑到催化剂的使用,不能温度太高,故应是673 K.

答案:(1)Ⅲ (2)CD (3)g f (4)A

 0  376470  376478  376484  376488  376494  376496  376500  376506  376508  376514  376520  376524  376526  376530  376536  376538  376544  376548  376550  376554  376556  376560  376562  376564  376565  376566  376568  376569  376570  376572  376574  376578  376580  376584  376586  376590  376596  376598  376604  376608  376610  376614  376620  376626  376628  376634  376638  376640  376646  376650  376656  376664  447090 

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