3、_______。
答案 0.001 0 mol·L-1·min-1 0
解析 根據(jù)圖像可知,相隔相同時(shí)間段,化學(xué)反應(yīng)速率相等,取時(shí)間分別為20、40,即有k×0.08n=k×0.06n,解得n=0,0~20 min時(shí),N2O表示的化學(xué)反應(yīng)速率是(0.10-0.08)/20 mol·
L-1·min-1=0.001 0 mol·L-1·min-1,代入上述公式,得出k=0.001 0 mol·L-1·min-1。
3.碳酸鈉作固硫劑并用氫還原輝鉬礦的原理為MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。實(shí)驗(yàn)測得平衡時(shí)
4、的有關(guān)變化曲線如圖所示。
圖1 溫度與平衡時(shí)氣體成分的關(guān)系
圖2 正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系
(1)圖1中A點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________(已知A點(diǎn)壓強(qiáng)為0.1 MPa,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(2)綜合上述分析得到:圖2中,其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆)的曲線是________(填“A”或“B”),T1對應(yīng)的平衡常數(shù)為________。
答案 (1)4×10-4 (2)B 1.0
解析 (1)圖1中A點(diǎn)氫氣和水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)相等,均是40%,所以CO的體積分?jǐn)?shù)是20%,這說明氫氣、一氧化碳、水蒸氣的物質(zhì)的量之比
5、是2∶1∶2,所以對應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==4×10-4。
(2)升高溫度氫氣的體積分?jǐn)?shù)減小,說明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以升高溫度正反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,則逆反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,因此表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆)的曲線是B;T1時(shí)正逆反應(yīng)速率的平衡常數(shù)相等,因此對應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0。
4.某科研小組研究臭氧氧化—堿吸收法同時(shí)脫除SO2和NO工藝,氧化過程反應(yīng)原理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下:
反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)
ΔH1=-200.9 kJ·mol-1 Ea1=3.2 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)
6、+O2(g)
ΔH2=-241.6 kJ·mol-1 Ea2=58 kJ·mol-1
已知該體系中臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O3(g)3O2(g)。請回答:
其他條件不變,每次向容積為2 L的反應(yīng)器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模擬煙氣和4.0 mol O3,改變溫度,反應(yīng)相同時(shí)間t后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
(1)由圖像可知相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因:________________________________________________________________________
_______
7、_________________________________________________________________。
(2)下列說法正確的是________(填字母)。
A.Q點(diǎn)一定為平衡狀態(tài)點(diǎn)
B.溫度高于200 ℃后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降,最后幾乎為零
C.其他條件不變,若擴(kuò)大反應(yīng)器的容積可提高NO和SO2的轉(zhuǎn)化率
D.臭氧氧化過程不能有效地脫除SO2,但后續(xù)步驟堿吸收可以有效脫硫
(3)假設(shè)100 ℃時(shí)P、Q均為平衡點(diǎn),此時(shí)反應(yīng)時(shí)間為5 min,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是________mol;SO
8、2的平均反應(yīng)速率為________________;反應(yīng)Ⅰ在此時(shí)的平衡常數(shù)為________。
答案 (1)反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng)
(2)BD
(3)1.4 0.06 mol·L-1·min-1 8
解析 (1)反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng),因此相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2。
(2)A項(xiàng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,因此Q點(diǎn)不一定為平衡狀態(tài)點(diǎn),可能是建立平衡過程中的一個(gè)點(diǎn),錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)圖像,溫度高于200 ℃后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降,最后幾乎為零,正確;C項(xiàng),根據(jù)2O3(g)3O2(g)可知其他
9、條件不變,若擴(kuò)大反應(yīng)器的容積,壓強(qiáng)減小,平衡正向移動(dòng),使得臭氧的濃度減小,氧氣濃度增大,反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡逆向移動(dòng),NO和SO2的轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)圖像,臭氧氧化過程中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率較低,不能有效地脫除SO2,二氧化硫是酸性氧化物,能夠被堿吸收,正確。
(3)假設(shè)100 ℃時(shí)P、Q均為平衡點(diǎn),此時(shí)反應(yīng)時(shí)間為5 min,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧為4.0 mol×10%=0.4 mol,根據(jù)反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g),平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為80%,反應(yīng)的臭氧為2.0 mol×80%=1.6 mol;反應(yīng)Ⅱ:SO2(g
10、)+O3(g)SO3(g)+O2(g),平衡時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為30%,反應(yīng)的臭氧為2.0 mol×30%=0.6 mol;最終剩余臭氧4.0 mol-0.4 mol-1.6 mol-0.6 mol=1.4 mol;5 min內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率==0.06 mol·L-1·min-1;平衡時(shí)NO、O3、NO2、O2的物質(zhì)的量分別為0.4 mol、1.4 mol、1.6mol、2.8 mol,反應(yīng)Ⅰ在此時(shí)的平衡常數(shù)==8。
5.在汽車排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)換器。NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH
11、=-746.5 kJ·mol-1
(1)一個(gè)興趣小組對某汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)的尾氣催化處理過程中CO、NO百分含量隨時(shí)間變化如圖1所示,前0~10 s階段,CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是_________________
________________________________________________________________________。
同時(shí)該小組在固定容積為2 L的密閉容器中通入NO和CO各2 mol進(jìn)行反應(yīng),n(CO2)隨溫度(T)、壓強(qiáng)(p)和時(shí)間(t)的變化曲線如圖2所示,圖中的曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)反應(yīng)從開始到平衡時(shí)用CO2表示的平均反應(yīng)速率分別為v(Ⅰ
12、)、v(Ⅱ)、v(Ⅲ),則三者大小關(guān)系為____________。
圖1
圖2
(2)活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO。在1 L恒容密閉容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固體活性炭,生成A、B兩種氣體,在不同溫度下測得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強(qiáng)如下表:
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
p/MPa
200 ℃
2.000
0.040 0
0.030 0
0.030 0
3.93
X
2.005
0.050 0
0.025 0
0.025 0
4.56
根據(jù)上表數(shù)據(jù),寫出容器中發(fā)
13、生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________
________________________________________________________________________,
并判斷X________200 ℃(填“>”“<“或“=”),計(jì)算反應(yīng)體系在200 ℃時(shí)的平衡常數(shù)Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。
答案 (1)尚未達(dá)到催化劑工作溫度(或尚未達(dá)到反應(yīng)的溫度) v(Ⅰ)>v(Ⅲ)>v(Ⅱ)
(2)C+2NON2+CO2?。尽?.562 5
解析 (1)從圖1看出CO、NO百分含量沒
14、明顯變化的原因是尚未達(dá)到催化劑工作溫度(或尚未達(dá)到反應(yīng)的溫度)。根據(jù)圖像可以知道反應(yīng)速率是v(Ⅰ)>v(Ⅲ)>v(Ⅱ)。
(2)由題設(shè)信息及表中數(shù)據(jù)可知C、NO、A、B反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比為0.03∶0.06∶0.03∶0.03=1∶2∶1∶1,且C被氧化,結(jié)合原子守恒可推出生成物為N2和CO2,則反應(yīng)方程式為C+2NON2+CO2;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,溫度升高壓強(qiáng)增大;Kp===0.562 5。
6.將一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+248 kJ·mol-1
(1)其他條件相同,在
15、不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ)作用下,反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間時(shí),體系中CO含量隨反應(yīng)溫度的變化如圖1所示。
①在a點(diǎn)與c點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)條件下,反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間后達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K(a點(diǎn))________K(c點(diǎn) )(填“>”“<”或“=”)。
②b點(diǎn)CO含量低于c點(diǎn)的原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)為了探究反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反應(yīng)速率
16、與濃度的關(guān)系,起始時(shí)向恒容密閉容器中通入CO2與CH4,使其物質(zhì)的量濃度均為1.0 mol·L-1,平衡時(shí),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率與濃度關(guān)系曲線(如圖2):v正~c(CH4)和v逆~c(CO)。則與曲線v正~c(CH4)相對應(yīng)的是圖中曲線________(填“甲”或“乙”);該反應(yīng)達(dá)到平衡后,某一時(shí)刻降低溫度,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則此時(shí)曲線甲對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為________(填字母)。
答案 (1)①= ②c點(diǎn)溫度高于b點(diǎn),反應(yīng)速率快,相同時(shí)間內(nèi)生成的CO多
(2)乙 E
解析 (1)因?yàn)镃O2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+248 kJ·mol-
17、1。①平衡常數(shù)只受溫度影響,與其他因素?zé)o關(guān),而a點(diǎn)與c點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)溫度相同,只是選用的催化劑不同,催化劑只改變反應(yīng)速率,不影響平衡移動(dòng),所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡,K(a 點(diǎn))=K(c點(diǎn) )。②因?yàn)閏點(diǎn)溫度高于b點(diǎn),反應(yīng)速率快,相同時(shí)間內(nèi)生成的CO多,所以b點(diǎn)CO含量低于c點(diǎn)。
(2) CO2(g)?。H4(g)2CO(g)+2H2(g)
起始量(mol·L-1) 1.0 1.0 0 0
隨著反應(yīng)進(jìn)行,CO2(g)和CH4(g)的濃度都減小,所以乙圖是v正~c(CH4)相對應(yīng)的曲線。因?yàn)镃O2(g)+CH4(g)
18、2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+248 kJ·mol-1,反應(yīng)達(dá)到平衡后,某一時(shí)刻降低溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO(g)和 H2(g)減小,CO2(g)和CH4(g)增大,可能達(dá)到E點(diǎn)。
7.已知:A.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)
ΔH=-123 kJ·mol-1
B.NH2COONH4(l)(NH2)2CO(g)+H2O(g)
ΔH=+50 kJ·mol-1
(1)在工業(yè)生產(chǎn)中,尿素是由以上A、B兩步合成的,則工業(yè)上由氨氣與二氧化碳合成尿素的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為
________________________________________
19、________________________________。
(2)尿素合成過程中通過控制溫度、NH3和CO2的物質(zhì)的量比(氨碳比a)等因素來提高CO2的轉(zhuǎn)化率。如圖是在其他因素一定,不同氨碳比條件下CO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系圖。由圖可知當(dāng)溫度一定時(shí),a值越大,CO2轉(zhuǎn)化率越大,其原因是__________________________
________________________________________________________________________;
當(dāng)a一定時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,其原因?yàn)開_________________
20、______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(g)+H2O(g)
ΔH=-73 kJ·mol-1
(2)a值越大,NH3占反應(yīng)物比例高,平衡向正向移動(dòng)提高了CO2轉(zhuǎn)化率 前半段B反應(yīng)為主導(dǎo)因素,溫度升高,促進(jìn)B反應(yīng)向正向移動(dòng),后半段A反應(yīng)為主導(dǎo)因素,A反應(yīng)向逆向移動(dòng)
8.向體積為2 L的恒容密閉容器中充入1
21、mol SO2、4 mol CO和催化劑,發(fā)生反應(yīng)SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g)
ΔH,測得溫度對SO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑效率的影響如圖所示:
(1)該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”,下同 );圖 中M、N兩點(diǎn)的平衡常數(shù):KM________KN。
(2)M點(diǎn)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________。
答案 (1)< >
(2)0.11(或)
解析 (1)根據(jù)題圖可知,升高溫度二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,則升高溫度平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故ΔH<0;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故圖中M、N兩點(diǎn)的平衡常數(shù):KM>KN。
(2)M點(diǎn)時(shí)二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g)
開始時(shí)的濃度(mol·L-1) 0.5 2 0 0
改變的濃度(mol·L-1) 0.25 0.5 0.5 0.25
平衡時(shí)的濃度(mol·L-1) 0.25 1.5 0.5 0.25
化學(xué)平衡常數(shù)K==(或0.11)。