用活*炭還原處理氮氧化物,有關反應為C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。(1)寫出上述反應的平衡常...
問題詳情:
用活*炭還原處理氮氧化物,有關反應為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)寫出上述反應的平衡常數表示式_______________。
(2)在2L恆容密閉器中加入足量C與NO發生反應,所得資料如表,回答下列問題。
實驗編號 | 溫度/℃ | 起始時NO的物質的量/mol | 平衡時N2的物質的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
①結合表中資料,判斷該反應的△H____0(填“>”或“<”),理由是_________。
②判斷該反應達到平衡的依據是_______。
A.容器內氣體密度恆定 B.容器內各氣體濃度恆定
C.容器內壓強恆定 D.2v正(NO)= v逆(N2)
(3)700℃時,若向2L體積恆定的密閉容器中充入一定量N2和CO2發生反應:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g) ;其中N2、NO物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示。請回答下列問題。
①0~10 min內的CO2平均反應速率v=____________。
②圖中A點v(正)___v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③第10 min時,外界改變的條件可能是_____________。
A.加催化劑 B.增大C的物質的量
C.減小CO2的物質的量 D.升溫 E.降溫
【回答】
(1). (2). > (3). 計算700℃和800℃的平衡常數K1<K2,所以△H >0 (4). AB (5). 0.01 mol·L-1·min-1 (6). > (7). AD
【解析】
【詳解】(1)根據化學方程式C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),平衡常數K=;
(2)①根據表格資料,列出實驗1(700℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)
起始物質的量/mol 0.4 0 0
變化物質的量/mol 0.18 0.09 0.09
平衡物質的量/mol 0.22 0.09 0.09
K1===,
據表格資料,列出實驗2(℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)
起始物質的量/mol 0.24 0 0
變化物質的量/mol 0.16 0.08 0.08
平衡物質的量/mol 0.08 0.08 0.08
K2===1>K1;
溫度升高,K增大,則正反應為吸熱反應,△H>0。
故*為>;700℃和800℃的平衡常數K1<K2,所以△H >0。
②A、該反應氣體的總質量是個變數,容器體積不變,所以密度是一個變數,當容器內氣體密度恆定時,則反應達到平衡狀態,故A正確;
B、各組分的濃度不再改變能說明反應達到平衡狀態,故B正確;
C、該反應前後氣體分子的數目相同,則氣體的總物質的量一直不變,根據pV=nRT,恆溫恆容條件下,壓強一直不變,所以容器內壓強恆定不能說明反應達到平衡狀態,故C錯誤;
D、2v正(NO)= v逆(N2)錯誤,此時正反應速率和逆反應速率不相等,應是v正(NO)= 2v逆(N2)時反應達到平衡狀態,故D錯誤;
故*為AB。
③①隨著反應進行,n(N2)逐漸減小,n(NO)逐漸增大,10min內,△n(N2)=0.2mol,物質的量變化之比等於計量係數之比,則△n(CO2)=0.2mol,所以v(CO2)= =0.01 mol·L-1·min-1;
②根據影象可知A點反應向正反應方向進行,則v(正)>v(逆),故*為>;
③第10min時,N2、NO物質的量沒有發生突變,N2的物質的量逐漸減小,速率比10min前大;NO物質的量逐漸增大,速率比10min前大。
A、加催化劑,不會引起物質的量的突變,只會增大反應速率,故A正確;
B、增大碳固體的物質的量,對反應速率沒有影響,故B錯誤;
C、減小CO2的物質的量,反應速率減小,故C錯誤;
D、升溫,反應速率增大,故D正確;
E、降溫,反應速率減小,故E錯誤;
故選AD。
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題
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