用活*炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。(1)写出上述反应的平衡常...
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用活*炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式_______________。
(2)在2L恒容密闭器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 | 温度/℃ | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时N2的物质的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
①结合表中数据,判断该反应的△H____0(填“>”或“<”),理由是_________。
②判断该反应达到平衡的依据是_______。
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.2v正(NO)= v逆(N2)
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g) ;其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。
①0~10 min内的CO2平均反应速率v=____________。
②图中A点v(正)___v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③第10 min时,外界改变的条件可能是_____________。
A.加催化剂 B.增大C的物质的量
C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温
【回答】
(1). (2). > (3). 计算700℃和800℃的平衡常数K1<K2,所以△H >0 (4). AB (5). 0.01 mol·L-1·min-1 (6). > (7). AD
【解析】
【详解】(1)根据化学方程式C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),平衡常数K=;
(2)①根据表格数据,列出实验1(700℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)
起始物质的量/mol 0.4 0 0
变化物质的量/mol 0.18 0.09 0.09
平衡物质的量/mol 0.22 0.09 0.09
K1===,
据表格数据,列出实验2(℃)的三段式:
C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)
起始物质的量/mol 0.24 0 0
变化物质的量/mol 0.16 0.08 0.08
平衡物质的量/mol 0.08 0.08 0.08
K2===1>K1;
温度升高,K增大,则正反应为吸热反应,△H>0。
故*为>;700℃和800℃的平衡常数K1<K2,所以△H >0。
②A、该反应气体的总质量是个变量,容器体积不变,所以密度是一个变量,当容器内气体密度恒定时,则反应达到平衡状态,故A正确;
B、各组分的浓度不再改变能说明反应达到平衡状态,故B正确;
C、该反应前后气体分子的数目相同,则气体的总物质的量一直不变,根据pV=nRT,恒温恒容条件下,压强一直不变,所以容器内压强恒定不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D、2v正(NO)= v逆(N2)错误,此时正反应速率和逆反应速率不相等,应是v正(NO)= 2v逆(N2)时反应达到平衡状态,故D错误;
故*为AB。
③①随着反应进行,n(N2)逐渐减小,n(NO)逐渐增大,10min内,△n(N2)=0.2mol,物质的量变化之比等于计量系数之比,则△n(CO2)=0.2mol,所以v(CO2)= =0.01 mol·L-1·min-1;
②根据图像可知A点反应向正反应方向进行,则v(正)>v(逆),故*为>;
③第10min时,N2、NO物质的量没有发生突变,N2的物质的量逐渐减小,速率比10min前大;NO物质的量逐渐增大,速率比10min前大。
A、加催化剂,不会引起物质的量的突变,只会增大反应速率,故A正确;
B、增大碳固体的物质的量,对反应速率没有影响,故B错误;
C、减小CO2的物质的量,反应速率减小,故C错误;
D、升温,反应速率增大,故D正确;
E、降温,反应速率减小,故E错误;
故选AD。
知识点:化学平衡单元测试
题型:综合题
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