精英家教網(wǎng)目前,全國多個(gè)地區(qū)為霧霾所困,氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一.消除氮氧化物有多種方法.在汽車上安裝三效催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物(CO、NOx、碳?xì)浠衔铮┻M(jìn)行相互反應(yīng),生成無毒物質(zhì),減少汽車尾氣污染.
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g);△H=+180.5kJ/mo1
2C(s)+O2(g)═2CO(g);△H=-221.0kJ/mo1
C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ/mo1
(1)汽車啟動(dòng)后,汽缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是
 
.汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g),簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù):
 

(2)汽車尾氣中轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=
 

(3)在一定溫度下,在體積2L的密閉容器中充入0.8mol NO和0.7mol CO,5s達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)容器中N2的體積分?jǐn)?shù)為0.25.
①達(dá)到平衡時(shí)N2平均反應(yīng)速率v(N2)=
 
mol?L-1?s?1,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
;若升高體系的溫度,K值將
 
(填“增加”、“減小”或“不變”).
②如圖,在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,t3時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài).請?jiān)趫D中補(bǔ)充畫出從t2到t4時(shí)刻正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線:
(4)如果要凈化汽車尾氣同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的措施是
 

A.降低溫度                B.增大壓強(qiáng)同時(shí)加催化劑
C.升高溫度同時(shí)充入N2       D.及時(shí)將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走.
分析:(1)根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響進(jìn)行判斷;根據(jù)△G=△H-T?△S進(jìn)行判斷,如△G<0,則反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,如△G>0,則不能自發(fā)進(jìn)行;
(2)依據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算出該反應(yīng)的焓變;
(3)①設(shè)出氮?dú)庠谄胶鈺r(shí)的物質(zhì)的量,然后利用三段式及氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)計(jì)算出氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,再根據(jù)反應(yīng)速率表達(dá)式計(jì)算出氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率、根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù);該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度后平衡向著逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減。
②增大容器體積,減小了壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率減小,平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng),據(jù)此畫出從t2到t4時(shí)刻正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線;
(4)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素進(jìn)行判斷.
解答:解:(1)由于升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡朝生成NO的方向移動(dòng),會(huì)導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大;由于反應(yīng)2CO(g)═2C(s)+O2(g)中△H>0,△S<0,在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行,
故答案為:升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡朝生成NO的方向移動(dòng);不可行,因?yàn)椤鱄>0,△S<0,在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行;
(2)①N2(g)+O2(g)═2NO(g);△H=+180.5kJ/mo1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g);△H=-221.0kJ/mo1
③C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ/mo1
根據(jù)蓋斯定律可得:③×2-①-②,2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ?mol-1,
故答案為:-746.5 kJ?mol-1;
(3)①設(shè)達(dá)到平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為xmol,則   
           2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)
反應(yīng)前(mol)0.8      0.7       0         0
變化(mol)  2x       2x        x         2x
平衡(mol)0.8-2x     0.7-2x    x         2x
達(dá)到平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為:
x
(0.8-2x)+(0.7-2x)+x+2x
=0.25,
解得:x=0.3,
達(dá)到平衡時(shí)氮?dú)獾姆磻?yīng)速率為:v(N2)=
0.3mol
2L
5s
=0.03mol?L-1?s?1;
達(dá)到平衡時(shí)各組分濃度為:c(CO)=
(0.7-0.3×2)mol
2L
=0.05mol/L,c(NO)=
(0.8-0.3×2)mol
2L
=0.1mol/L,c(N2)=
0.3mol
2L
=0.15mol/L,c(CO2)=
0.3mol×2
2L
=0.3mol/L,該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為:K=
0.15×0.32
0.052×0.12
=540;
由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度后平衡向著逆向移動(dòng),該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,
故答案為:0.03;540;減;
②在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,則正逆反應(yīng)速率均是減小的,但平衡向正反應(yīng)方向一定,所以正確的圖象應(yīng)該是(見答案).在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,則正逆反應(yīng)速率均是減小的,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以正確的圖象應(yīng)該是精英家教網(wǎng),
故答案為:精英家教網(wǎng)
(4)2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ?mol-1,
A.降低溫度,反應(yīng)速率會(huì)減小,無法通過反應(yīng)速率,故A錯(cuò)誤;               
B.增大壓強(qiáng)同時(shí)加催化劑,增大壓強(qiáng)后,平衡向著正向移動(dòng),一氧化氮的轉(zhuǎn)化率增大,且反應(yīng)速率增大,使用催化劑,反應(yīng)速率加快,故B正確;
C.升高溫度同時(shí)充入N2,升高溫度平衡向著逆向移動(dòng),一氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò)誤;
D.及時(shí)將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走,一氧化氮的轉(zhuǎn)化率增大,但是反應(yīng)速率減小,故D錯(cuò)誤
故答案為:B.
點(diǎn)評(píng):本題考查了化學(xué)平衡的建立過程、化學(xué)平衡的影響因素、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí),題目難度較大,注意掌握化學(xué)平衡的影響因素,明確化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(Ⅰ)在一段時(shí)間,各地報(bào)刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報(bào)道,在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學(xué)知識(shí)作出如下判斷(這一判斷的正確性有待證明):

當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯,最可能的存在形式是___________和___________。當(dāng)另一種具有___________(性質(zhì))的液態(tài)潔污劑與之混合時(shí),可能發(fā)生如下反應(yīng)而產(chǎn)生氯氣:______________________。

(Ⅱ)當(dāng)今世界存在著兩大類環(huán)境問題。一類是在工業(yè)化過程中排放大量廢水、廢氣、廢渣帶來的環(huán)境污染問題;另一類是由于不合理開發(fā)利用自然資源導(dǎo)致的森林銳減、水土流失、土地沙漠化和物種滅絕等生態(tài)破壞問題。據(jù)此,請回答下列問題:

(1)中國是發(fā)展中國家,上述兩類問題兼而有之,你認(rèn)為我國目前最嚴(yán)重的是哪一類問題?________________

(2)你認(rèn)為(1)中這一類問題在很大程度上是由下列哪一項(xiàng)造成的(    )

A.貧困           B.工業(yè)高度發(fā)展          C.生活富裕         D.農(nóng)業(yè)發(fā)展

(3)工廠的產(chǎn)值不一定都是“正”產(chǎn)值,它還產(chǎn)生“負(fù)”產(chǎn)值。例如,煉鋼廠生產(chǎn)鋼鐵,當(dāng)然會(huì)給GDP(國民生產(chǎn)總值)增加正產(chǎn)值,但同時(shí)由于排放廢氣、廢水、廢物,污染了環(huán)境,弄臟了河水,又產(chǎn)生了負(fù)產(chǎn)值。下列哪種生產(chǎn)不會(huì)帶來很高的負(fù)產(chǎn)值(    )

A.接觸法制硫酸                                B.氨氧化法制硝酸

C.采用大棚培養(yǎng)反季蔬菜                    D.五金電鍍車間生產(chǎn)電鍍零件

(4)森林的大幅度銳減,除了造成水土流失、土地沙漠化和物種滅絕外,還會(huì)帶來什么危機(jī)?

____________________________________________________________________。

(5)在我國城市環(huán)境中,往往是重工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)污染也最嚴(yán)重。請寫出幾個(gè)我國工業(yè)發(fā)達(dá)的城市:(至少兩個(gè))________________________________________________________________。

(6)“保護(hù)環(huán)境,就是保護(hù)人類自己。”目前,在我國城市環(huán)境中主要的大氣污染物是____________________________________________________________________。

(7)在全國各省、市、自治區(qū)的主要城市都設(shè)有大氣監(jiān)測站,主要工作是監(jiān)測大氣情況,且每天都公布空氣質(zhì)量情況下。下列各項(xiàng)的含量一定會(huì)進(jìn)行監(jiān)測的是___________。

①可吸入顆粒物  ②總懸浮顆粒物  ③氮氧化物  ④二氧化碳  ⑤二氧化硫  ⑥二氧化氮  ⑦一氧化碳  ⑧一氧化氮  ⑨氮?dú)?nbsp; ⑩臭氧

(8)我國政府已經(jīng)注意到了環(huán)境污染的危害性,因此___________和計(jì)劃生育是我國最基本的國策。并專門制訂了一部法律稱為___________。

(9)環(huán)境問題的重要性也成為各國申辦奧運(yùn)會(huì)的注意點(diǎn)。各國紛紛打出“環(huán)境”牌,并將其放在第一位,我國也不例外。北京為申辦2008年奧運(yùn)會(huì)除喊出“新北京”、“新奧運(yùn)”外,還提出申辦的三個(gè)理念:人文奧運(yùn),科技奧運(yùn),還有一個(gè)是什么? ___________。

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