问题标题:
为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量.研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要.Ⅰ.氮氧化物研究(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发
问题描述:
为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量.研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要.
Ⅰ.氮氧化物研究
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),下列各项能说明该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.NO和O2的物质的量之比保持不变 d.每消耗1molO2,同时生成2molNO2
(2)在T1、T2温度下,一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图1所示,根据图象判断反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)的△H___0(填“>”或“<”).
(3)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一.汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如图2:出该反应的热化学方程式:___.
Ⅱ.碳氧化物研究
(1)在体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如图3所示,现将3molNH3和2molCO2放入容器中,移动活塞至体积V为2L,用铆钉固定在A、B点,发生合成尿素的总反应如下:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率,得到如下数据:
10min | 20min | 30min | 40min | |
T1 | 30% | 55% | 65% | 65% |
T2 | 35% | 50% | a1 | a2 |
②T2℃下,第40min时,拔去铆钉(容器密封性良好)后,活塞没有发生移动,再向容器中通人6molCO,此时v(正)___v(逆)(选填“>”、“<”或“=”),判断的理由是___.
(2)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染.常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=___(用含a和b的代数式表示)
万昌江回答:
Ⅰ(1)恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),
a.反应是个气体体积改变的反应,恒容容器,压强改变,平衡时,体系压强保持不变,故正确;
b.混合气体颜色保持不变,说明二氧化氮的浓度保持不变,达到平衡,故正确;
c.NO和O2的起始物质的量相等,但化学计量数不同,变化量就不相同,如果没有达到平衡,NO和O2的物质的量之比会发生改变,不发生改变说明到达了平衡,故正确;
d.O2是反应物,NO2是生成物,不管在任何时候都有每消耗1molO2同时生成2molNO2,故错误,
故选:abc;
(2)由图可知先达到平衡所用时间较短的温度较高,且此温度下氮气的体积分数较小,说明温度升高后,反应正向移动,故反应为吸热反应;
故答案为:>;
(3)该反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=(945+498)kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol,热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183kJ•mol-1;
故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183 kJ•mol-1;
Ⅱ:(1)①升高温度,化学反应速率加快,10min内,T2时CO转化率大于T1时,故T2>T1;
T2℃下,10min时CO2转化率为35%,20min时CO2转化率为50%,10-20min只转化15%,说明20min时已达平衡状态,故第30min时,CO2转化率为50%;
T2℃下,CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g),
起始(mol)2 3 0
转化(mol)1 2 1
平衡(mol)1 1 1
化学平衡常数K=1mol÷2L(1mol÷2L)(1mol÷2L)
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