Processing math: 100%
9.在溫度T1和T2時,分別將0.50 mol CH4和1.20 mol NO2充入體積為1L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:CH4(g)+2NO2(g)?N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),測得n(CH4)隨時間變化數(shù)據(jù)如下表:
時間/min010204050
T1n(CH4)/mol0.500.350.250.100.10
T2n(CH4)/mol0.500.300.180.15
下列說法正確的是(  )
A.T2時,NO2的平衡轉化率為70.0%
B.該反應的△H>0、T1<T2
C.保持其他條件不變,T1時向平衡體系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g),平衡向正反應方向移動
D.保持其他條件不變,T1時向平衡體系中再充入0.50molCH4和1.20molNO2,與原平衡相比,達新平衡時N2的濃度增大、體積分數(shù)減小

分析 由表中數(shù)據(jù)可知,T1溫度在40min到達平衡,開始對應各組分濃度相等,前20min內溫度T2的反應速率大于溫度T1的,則溫度T2>T1,T2溫度先到達平衡,到達平衡時間小于40min,50min處于平衡狀態(tài),此時甲烷的物質的量為0.15mol,大于T1溫度平衡時的0.1mol,說明平衡逆向移動,則正反應為放熱反應.
A.計算平衡時參加反應的二氧化氮物質的量,進而計算轉化率;
B.根據(jù)分析可知,正反應為放熱反應;
C.根據(jù)K=cN2×cCO2×c2H2OcCH4×c2NO2判斷濃度商與平衡常數(shù)相對大小,若Qc=K,處于平衡狀態(tài),若Qc<K,反應向正反應進行,若Qc>K,反應向逆反應進行;
D.再充入0.50molCH4和1.20molNO2,平衡正向移動,氮氣濃度增大,等效為在原平衡基礎增大壓強,與原平衡相比平衡逆向移動.

解答 解:由表中數(shù)據(jù)可知,T1溫度在40min到達平衡,開始對應各組分濃度相等,前20min內溫度T2的反應速率大于溫度T1的,則溫度T2>T1,T2溫度先到達平衡,到達平衡時間小于40min,50min處于平衡狀態(tài),此時甲烷的物質的量為0.15mol,大于T1溫度平衡時的0.1mol,說明平衡逆向移動,則正反應為放熱反應.
A.T2平衡時參加反應的甲烷物質的量0.5mol-0.15mol=0.35mol,二氧化氮的平衡轉化率為0.71.2×100%=58%,故A錯誤;
B.根據(jù)分析可知,溫度T1<T2,正反應為放熱反應,該反應的△H<0,故B錯誤;
C.保持其他條件不變,T1時向平衡體系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g),此時甲烷濃度為0.4mol/L,原平衡時生成的水為(0.5-0.1)mol×2=0.8mol,此時水的濃度為1.6mol/L,根據(jù)K=cN2×cCO2×c2H2OcCH4×c2NO2可知此時Qc>K,反應向逆反應進行,故C錯誤;
D.再充入0.50molCH4和1.20molNO2,平衡正向移動,氮氣濃度增大,等效為在原平衡基礎增大壓強,與原平衡相比平衡逆向移動,達新平衡時N2的體積分數(shù)減小,故D正確.
故選:D.

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、化學反應速率影響因素,關鍵是根據(jù)甲烷物質的量變化判斷溫度大小,側重考查學生對數(shù)據(jù)的分析處理能力,注意根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)關系判斷反應進行方向.

練習冊系列答案
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1.大氣污染越來越成為人們關注的熱點問題,煙氣中的NOx必須脫除(即脫硝)后才能排放.
(1)已知:CH4(g)+202(g)=C02 (g)+2H20(1)△H=-890.3kJ•mol-1
N2(g)+02(g)=2N0(g)△H=+180kJ•mol-1
CH4可用于脫硝,其熱化學方程式為:CH4(g)+4NO(g)=C02 (g)+2H20(g)+2H20(1),△H=-1250.3 kJ•mol-1
(2)02H4也可用于煙氣脫硝.為研究溫度、催化劑中Cu2+負載量對N0去除率的影響,控制其它條件一定,實驗結果如圖1所示.為達到最高的N0去除率,應選擇的反應溫度和Cu2+負載量分別是350℃左右、3%.

(3)臭氧也可用于煙氣脫硝.
①03氧化N0結合水洗可產(chǎn)生HN03和02,該反應的化學方程式為3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2
②一種臭氧發(fā)生裝置原理如圖2所示.陽極(惰性電極)的電極反應式為3H2O-6e-═O3↑+6H+或6OH--6e-=O3↑+3H2O.
③臭氧發(fā)生裝置工作一段時間后,陽極區(qū)的稀H2S04濃度將增大(填增大,減小或不變)
(4)用混有一定比例02的NH3也能將煙氣中的NO脫除,并生成無污染物質.
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18.銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽能電池的重要材料.請回答:
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(3)SeO2常溫下白色晶體,熔點為340~350℃,315℃時升華,則SeO2固體的晶體類型為分子晶體;若SeO2類似于SO2是V型分子,則Se原子外層軌道的雜化類型為sp2
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(5)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結構如圖所示;則金剛砂晶體類型為原子晶體,在SiC中,每個C原子周圍最近的C原子數(shù)目為12個;若晶胞的邊長為a pm,則金剛砂的密度表達式為1.6×1032NAg/cm3

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下列各組數(shù)據(jù)中,前者剛好是后者兩倍的是

A.2 mol水的摩爾質量和1 mol水的摩爾質量

B.200 mL 1 mol/L氯化鈣溶液中c(Cl-)和100 mL 2 mol/L氯化鉀溶液中c(Cl-)

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