2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”,汽车尾气已成为重要的空气污染物.
(1)汽车内燃机工作时引起反应: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2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2,5min后达平衡时NO物质的量为4mol,该反应的速率υ(N2)为;计算该条件下的平衡常数(写出计算过程).
(2)恒温恒容,能说明反应 2NO(g)?N2(g)+O2(g)达到平衡的是(填代号).
A.NO、N2、O2的浓度之比为2:1:1
B.N2的浓度不再发生变化
C.单位时间内消耗2mol NO,同时消耗1mol N2
D.容器内气体密度不再发生变化
(3)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
H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为.
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.下图是反应:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,据此判断该反应的△H0 (填“>”、“<”或“无法确定”).若催化剂的表面积S1>S2,在如图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件.
网友回答
【答案】 (1)由题中所给数据可知:
N2(g)+O2(g)?2NO(g)
起始浓度(mol?L-1)2.0 3.0 0
转化浓度(mol?L-1)1.0 1.0 2.0
平衡浓度(mol?L-1)1.0 2.0 2.0
则υ(N2)=△c(N2)△t=1.0mol/L5min=0.2mol/(L?min),K=c2(NO)c(N2)c(O2)=(2.0mol)21.0mol×2.0mol=2.0,
故答案为:0.2mol/(L?min);K=c2(NO)c(N2)c(O2)=(2.0mol)21.0mol×2.0mol=2.0;
(2)A、NO、N2、O2的浓度之比为2:1:1并不能说明给分的浓度保持不变,故A错误;
B、可逆反应中各组分组成了一个体系,N2的浓度不再发生变化,那么其他组分的浓度也不能改变,故B正确;
C、消耗NO代表正反应速率,消耗N2代表你反应速率,而且两速率之比等于其化学计量数之比,说明正逆速率相等且不等于零,故C正确;
D、反应条件为恒容,反应体系中各组分全部为气体,所以气体的总质量m保持不变,根据ρ=mV可知ρ为一个不变的量,故D错误;
故选:BC;
(3)①已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol②H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol,设所求的热化学方程式的为:③2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H,依据盖斯定律可知③=②×2-①,△H=2△H2-△H1=2×(-285.8kJ/mol)-180.5kJ/mol═-752.1kJ/mol,
故答案为:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-752.1kJ/mol;
②由图根据“先拐先平值大”可知,T2>T1,T2时NO的平衡浓度大说明升高温度平衡逆向移动,逆向反应为放热反应,所以正反应为吸热反应即△H<0;由于T2>T1,S1>S2,所以T1、S2条件下化学反应速率最小,表现在图象上为拐点最晚,催化剂并不影响化学平衡,故平衡时与T1、S1条件下相同,以此作图如下:,
故答案为:<;.
【问题解析】
(1)利用三段法“开始 变化 平衡”列出各组分数据,代入化学反应速率和化学平衡常数表达式计算;(2)依据化学平衡的标志正你反应速率相等且不为零、化学平衡特征达到化学平衡时各组分的含量保持不变,结合选项判定;(3)①先写出化学方程式,然后依据盖斯定律进行求算焓变即可;②“先拐先平值大”可判断温度的大小,根据温度对平衡的影响判断焓变,催化剂只是改变化学反应速率不能改变化学平衡. 名师点评 本题考点 化学反应速率和化学计量数的关系;反应热和焓变;热化学方程式;化学平衡状态的判断. 考点点评 本题涉及反应速率和化学平衡的综合应用,应用盖斯定律求焓变,培养学生的平衡思想和看图作图能力,综合性强,难度中等.
【本题考点】
化学反应速率和化学计量数的关系;反应热和焓变;热化学方程式;化学平衡状态的判断. 考点点评 本题涉及反应速率和化学平衡的综合应用,应用盖斯定律求焓变,培养学生的平衡思想和看图作图能力,综合性强,难度中等.