汽车尾气是城市主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的重要任务.
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一.T℃时,向一体积固定的密闭容器中充入6.5mol N2和7.5mol O2,在5min时反应达到平衡状态,测得此时容器中NO的物质的量为5mol.
①反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是______(填序号).
a.混合气体的密度 b.混合气体的压强
c.正反应速率 d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
②在T℃时,该反应的平衡常数K=______;
③假设容器体积为5L,则5min内该反应的平均速率υ(NO)=______;
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的.
①已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______;判断该反应自发进行的条件:______.
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率.下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线.则该反应的△H______0(填“>”或“<”).若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
解题思路:(1)①a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,据此判断;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变,据此判断;
c.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大;
②利用三段法“开始 变化 平衡”列出各组分数据,代入化学平衡常数表达式计算;
③利用三段法“开始 变化 平衡”列出各组分数据,代入化学反应速率计算;
(2)①根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数进行相应的计算;根据自发反应进行的判断公式判断;
②根据到达平衡的时间,判断温度高低,再根据不同温度下到达平衡时NO的浓度高低,判断温度对平衡的影响,据此判断反应热效应;催化剂的表面积S1>S2,则催化剂S1到达平衡的时间比催化剂S2短,催化剂不影响平衡移动,平衡时NO的浓度相同,据此作图.
(1)①a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变,故a不符合;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变,混合气体的压强不变,故b不符合;
c.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,故c符合;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,
故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大,单位时间内,N2和NO的消耗量之比减小,故d符合;
故答案为:cd;
②由题中所给数据可知:
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
起始浓度(mol•L-1)1.3 1.50
转化浓度(mol•L-1)0.50.51.0
平衡浓度(mol•L-1)0.81.0 1.0
K=
c2(NO)
c(N2)•c(O2)=
1.02
0.8×1.0=1.25,故答案为:1.25;
③υ(NO)=[1.0mol/L/5min]=0.2mol/(L•min),故答案为:0.2mol/(L•min);
(2)①已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6 kJ•mol-1
依据盖斯定律可知②-①得:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H,
△H=(-571.6kJ/mol)-180.5kJ/mol═-752.1kJ/mol;由于正反应放热(△H<0),且正反应方向气体体积减小,为熵减小的方向,即△S<0,△H-T•△S<0,反应自发进行,所以T较小才可以,即低温下自发,
故答案为:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-752.1kJ/mol;低温自发;
(3)②温度T2到达平衡的时间短,反应速率快,故温度T2>T1,温度越高,平衡时NO的浓度越高,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0;催化剂的表面积S1>S2,则催化剂S1到达平衡的时间比催化剂S2短,催化剂不影响平衡移动,平衡时NO的浓度相同,故c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线为:
;故答案为:<、
.
点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.
考点点评: 本题主要考查化学反应速率、影响化学平衡的因素、化学平衡图象以及热化学方程式的书写等,难度不大,(3)中注意根据“先拐先平数值大”原则判断温度高低是关键,作图时注意到达平衡的时间与平衡时NO的浓度.
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:1
-
点赞数:0回答数:2
-
点赞数:0回答数:3
-
点赞数:0回答数:1

最新问答: 20xy^2+y^2-x+20y^3+xy-y因式分解 科普工作者为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过4s收到回波信号,海洋中该处深度为________m。(声音 用原封不动,震耳欲聋,千千万万造句 —The little boy didn’t have breakfast this morning, ________ 作文:《我心中最温暖的地方》 作文:《我心中最温暖的地方》600字以上、要求是写给我关怀,给我温馨,给我…的地方. 已知f(x)=(x-1)/x,则f(a)+f(a/1)= 有机化学键的问题!平均键能:碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键 键长:碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键 问题:不是键能越大,拉得越 英语短文填空`急 请高手帮助!A big quarrel broke out in San Francisco in t 2010年安徽作文为何不可立意奉献,上善若水 OUR'S和OUR的区别是什么! 江帮女儿的菜叶放入清水中采叶细胞中的水分能够得以恢复的原因属于 泡泡枪用的泡泡液体是用什么制成的 已知一个未知向量的模长和另一向量的坐标 这两个向量平行 怎么求未知向量 顾亭林先生勤学 翻译 I am only able to look at nature through dirty curtains hang 用英语诠释happiness最好用名人名言解释,就要句子,越多越好 关于磁场方向 小磁针转动的 解方程 3.7x-30=0.7x 某校对九年级学生进行“综合素质”评价,评价的结果为A(优)、B(良好)、C(合格)、D(不合格)四个等级,现从中抽测了若 关于地方时,下列说法正确的是:A北京上海的地方是相同