時間/min 溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
T1 | 1.2 | 0.9 | 0.7 | 0.4 | 0.4 |
T2 | 1.2 | 0.8 | 0.56 | … | 0.5 |
分析 Ⅰ.透光率不再發(fā)生改變,說明二氧化氮的濃度不變,反應(yīng)到達(dá)平衡;
Ⅱ.(1)熵是用描述混亂程度的,△S就是混亂程度的變化,根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積不會判斷熵變;
(2)A、催化劑只影響反應(yīng)速率,不會改變轉(zhuǎn)化率;
B、根據(jù)反應(yīng)原理可知,正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),壓強(qiáng)影響脫氮率;
C、根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知,催化劑①、②發(fā)揮增大催化效果的溫度分別為250℃和450℃;
Ⅲ.(3)寫出熱化學(xué)方程式,結(jié)合蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式;
(4)①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(NO2),再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v(CH4);
②由表中數(shù)據(jù)可知,T2溫度反應(yīng)速率較快,溫度越高,反應(yīng)速率越快,先到達(dá)平衡,而升高溫度,NO2的物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動;
③化學(xué)平衡常數(shù)是指:一定溫度下,可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時,生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比,固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出,溫度為T1℃時,40min到達(dá)平衡,計算平衡時各組分濃度,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算;
④溫度為T2℃時,達(dá)平衡后,再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2,等效再原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡逆向移動;
解答 解:Ⅰ.透光率不再發(fā)生改變,說明二氧化氮的濃度不變,反應(yīng)到達(dá)平衡,
a.氣體顏色不再改變,說明二氧化氮濃度不變,透光率不再發(fā)生改變,故a正確;
b.焓變△H與是否到達(dá)平衡無關(guān),與物質(zhì)的聚集狀態(tài)與化學(xué)計量數(shù)有關(guān),故b錯誤;
c.應(yīng)是2v正(N2O4)=v逆(NO2)時,反應(yīng)到達(dá)平衡,二氧化氮的濃度不變,故c錯誤;
d.N2O4的轉(zhuǎn)化率不再改變,反應(yīng)到達(dá)平衡,二氧化氮的濃度不變,透光率不再發(fā)生改變,故d正確,
故選:ad;
Ⅱ.(1)反應(yīng)前氣體的化學(xué)計量數(shù)為4,反應(yīng)后計量數(shù)之和為5,正反應(yīng)是混亂度增加的反應(yīng),所以△S>0,
故答案為:>;
(2)A.催化劑不會影響轉(zhuǎn)化率,只影響反應(yīng)速率,所以第②種催化劑和第①種催化劑對轉(zhuǎn)化率沒有影響,故A錯誤;
B.該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向著逆向移動,所以壓強(qiáng)對脫氮率有影響,故B錯誤;
C.由圖象可知,催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮,其催化活性最好,故C正確;
故選C;
Ⅲ.(3)已知:CH4(g)的燃燒熱為890kJ/mol,熱化學(xué)方程式若為:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),△H=-890KJ/mol,
蒸發(fā)1mol H2O(l)需要吸收44kJ熱量,熱化學(xué)方程式,②H2O(l)=H2O(g),△H=44KJ/mol
③CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1114kJ/mol
④2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-114kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算,(①+②×2+③-④×2)×$\frac{1}{2}$得到CH4催化還原NO2(g)生成N2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-844KJ/mol,
故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-844KJ/mol;
(4)①溫度為T1℃時,0~20min內(nèi)v(NO2)=$\frac{\frac{1.2mol-0.7mol}{1L}}{20s}$=0.025mol/(L.s),速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則v(CH4)=$\frac{1}{2}$ v(NO2)=0.0125mol/(L.s),
故答案為:0.0125mol/(L.s);
②由表中數(shù)據(jù)可知,T2溫度反應(yīng)速率較快,溫度越高,反應(yīng)速率越快,故溫度T1<T2,溫度T2先到達(dá)平衡,而升高溫度,NO2的物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則△H<0,
故答案為:<;升高溫度,NO2的物質(zhì)的量增大,平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
③溫度為T1℃時,40min到達(dá)平衡,平衡時二氧化氮物質(zhì)的量為0.4mol,則:
CH4(g)+2NO2(g)?N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
起始量(mol):0.5 1.2 0 0 0
變化量(mol):0.4 0.8 0.4 0.4 0.8
平衡量(mol):0.1 0.4 0.4 0.4 0.8
容器的體積為1L,則平衡常數(shù)K=$\frac{c({N}_{2})×c(C{O}_{2}){c}^{2}({H}_{2}O)}{c(C{H}_{4}){c}^{2}(N{O}_{2})}$=$\frac{0.4×0.4×0.{8}^{2}}{0.1×0.{4}^{2}}$=6.4,
故答案為:6.4;
④溫度為T2℃時,達(dá)平衡后,再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2,等效再原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡逆向移動,達(dá)新平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率將減小,
故答案為:減。
點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析,熱化學(xué)方程式書寫方法,化學(xué)平衡常數(shù)計算,電解池原理的分析應(yīng)用,掌握平衡移動原理、概念實(shí)質(zhì)、電解池原理的理解應(yīng)用是關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 煅燒黃鐵礦(FeS2)制SO2 | B. | 電解熔融氧化鋁制金屬鋁 | ||
C. | 鈉與水反應(yīng)制燒堿 | D. | 氯氣與石灰乳反應(yīng)制漂白粉 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 圖1中,鐵釘易生銹 | |
B. | 圖2中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn) | |
C. | 圖3中,燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕 | |
D. | 圖4中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 醫(yī)用酒精的濃度通常是95% | |
B. | 淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)和油脂都屬于天然高分子化合物 | |
C. | 用食醋可除去熱水壺內(nèi)壁的水垢 | |
D. | 生活中常用明磯對水進(jìn)行處理,起凈化、殺菌、消毒作用 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
X | 1 | 0.80 | 0.66 | 0.58 | 0.52 | 0.50 | 0.50 |
Y | 2 | 1.80 | 1.66 | … | … | … | … |
A. | 前5min用Z表示的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L•min) | |
B. | 該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),且T1>T | |
C. | 在T℃時,以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中,達(dá)到平衡時,X的體積分?jǐn)?shù)不變 | |
D. | 若溫度為T1時,以同樣的起始量反應(yīng),達(dá)到平衡時X的轉(zhuǎn)化率為66.7% |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | ①②④⑤ | B. | ①④⑤⑥ | C. | ②③⑤⑥ | D. | ①②④⑤⑥ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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