時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(NO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
實驗編號 | T/℃ | NO初始濃度/10-3mol•L-1 | CO初始濃度/10-3mol•L-1 | 催化劑的比表面積/m2•g-1 |
① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
③ | 900 | a | b | c | d | t |
分析 (1)依據(jù)題干熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式,得到反應焓變;
(2)①隨反應的進行深度減小,速率降低,根據(jù)3s時的濃度來求解;
②化學反應速率=$\frac{△c}{△t}$計算v(NO)的反應速率,結合反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比計算v(CO2);
③利用化學平衡狀態(tài)的特征判斷,平衡的標志是正逆反應速率相同,各組分含量保持不變,以及衍生出的結論;
(3)利用影響化學反應速率及化學平衡的因素來分析;
(4)CO~2Ag,求平衡時一氧化碳的量,結合化學平衡三段式列式計算平衡濃度,再根據(jù)化學平衡常數(shù)表達式代入;
(5)①列三段表示出實驗1各物質濃度的變化情況,然后根據(jù)速率公式:v(CO2)=$\frac{△c(C{O}_{2})}{△t}$,第二組溫度比第一組高,反應物物質的量比第一組減半,但是平衡時H2的物質的量比第一組的一半少,說明該反應正向是放熱反應;
②依據(jù)平衡常數(shù)不變列式計算c,反應物有兩種或兩種以上,增大一種反應物的量可以提高另一種反應物的轉化率.
解答 解:(1)①2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H=-746.5KJ/mol
②2C (s)+O2(g)?2CO(g)△H=-221.0KJ/mol
③C (s)+O2(g)?CO2(g)△H=-393.5KJ/mol
則依據(jù)蓋斯定律計算③×2-②-①得到:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5KJ/mol,
故答案為:+180.5;
(2)①因為3s,NO濃度為1.5,所以2s時,濃度變化量小于3,只有2.5符合,故選C;
②2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H=-746.5KJ/mol,反應是氣體體積減小的放熱反應;
a.2v正(CO)=v逆(N2),速率之比,不等計量數(shù)之比,故a錯誤;
b.容器中混合氣體的密度保持不變,始終不變,故b錯誤;
c.容器中氣體的壓強不變,說明氣體的物質的量不變,故c正確;
d.CO2的體積分數(shù)不變,說明二氧化碳的量不變,故d正確;
故選:ab;
(3)由于②、③溫度相同,催化劑對平衡移動無影響,化學平衡不移動,達到相同的平衡狀態(tài),但②的起始濃度較大,催化劑的比表面積較大,則反應的速率大,所以②先達到化學平衡,則Ⅰ為③,Ⅱ為②的圖象,而①的溫度高,則反應速率最大且平衡向著逆向移動,即達到化學平衡時c(NO)增大,則①對應Ⅲ圖象,
故答案為:③;
(4)CO~2Ag
1 2×108g
x 43.2g
解得:x=0.2mol
2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)
初始量(mol/L):1 1 0 0
變化量(mol/L):0.8 0.8 0.8 0.4
平衡量(mol/L):0.2 0.2 0.8 0.4
所以K=$\frac{0.{8}^{2}×0.4}{0.{2}^{2}×0.{2}^{2}}$=160,故答案為:160;
(5)①H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始 1mol/L 2mol/L 0 0
轉化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.8mol/L 0.8mol/L
平衡 0.2mol/L 1.2mol/L 0.8mol/L 0.8mol/L
v(CO2)=$\frac{△c(C{O}_{2})}{△t}$=$\frac{0.8mol/L}{5min}$=0.16mol/(L•min);
根據(jù)表中數(shù)據(jù)第二組溫度比第一組高,反應物物質的量比第一組減半,但是平衡時H2的物質的量比第一組的一半少,說明該反應正向是放熱反應,升高溫度,K減;
故答案為:0.16mol/(L•min);減;
②900°C H2O(g)+CO(g)=CO2(g)+H2(g)
初始 0.5 mol/L 1mol/L 0 0
轉化 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/L 0.2mol/L
平衡 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/L 0.2mol/L
K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.8}$=$\frac{1}{6}$
900°C H2O(g)+CO(g)=CO2(g)+H2(g)
初始 1 mol/L 0.5mol/L 0 0
轉化( 0.5-0.5c)mol/L (0.5-0.5c)mol/l (0.5-0.5c)mol/l (0.5-0.5c)mol/l
平衡 (0.5+05c)mol/l 0.5cmol/L (0.5-0.5c)mol/l (0.5-0.5c)mol/l
$\frac{(0.5-0.5a)^{2}}{(0.5+0.5a)0.5a}$
a=0.6mol,
反應物有兩種或兩種以上,增大一種反應物的量可以提高另一種反應物的轉化率,a2(H2O)>a3(H2O),
故答案為:0.6;>.
點評 本題考查熱化學方程式書寫和計算、化學平衡和化學反應速率的計算等知識,注意元素守恒思想的靈活應用,注意一下化學平衡影響因素的分析判斷,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 在密閉容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2,充分反應后可得到NH3分子數(shù)為NA | |
B. | 一定條件下,2.3 g的Na完全與O2反應生成3.6 g產物時失去的電子數(shù)為0.1NA | |
C. | 1.0 L的0.1 mol•L-1Na2S溶液中含有的S2-數(shù)為0.1NA | |
D. | 標準狀況下,22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子數(shù)為NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1:1 | B. | 10:1 | C. | <10:1 | D. | >10:1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 化學反應除了生成新物質外,還伴隨著能量的變化 | |
B. | 水汽化需要吸收能量,所以水汽化屬于吸熱反應 | |
C. | 所有的化合反應都是放熱反應 | |
D. | 1 mol硫酸與足量氫氧化鈉發(fā)生中和反應生成水所釋放的熱量稱為中和熱 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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