【題目】有科學家正在研究用碳與一氧化氮反應處理環(huán)境問題

C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)△H

(1)實驗方案中有下列措施:①采用加熱提高反應速率,②使用催化劑提高反應速率,③使用加壓提高NO轉化率,④使CO2轉化成干冰從體系用脫離,提高NO的轉化率,你認為可行的是_________。

(2)這個反應的平衡常數(shù)表達式是_________________;

(3)在恒容恒溫密閉容器中,科學家得到下列實驗數(shù)據(jù)

時間(min)

濃度(mol/L)

NO

N2

CO2

0

0.100

0

0

10

0.058

0.021

0.021

20

0.040

0.030

0.030

30

0.040

0.030

0.030

反應在該溫度下的平衡常數(shù)K=_________________;

(4)若在(3)的實驗中30min時開始升溫,36min時達平衡,測得NO的轉化率變?yōu)?/span>50%,則該反應的△H_______0(填“>”、“<”、“=”),判斷的理由是___________________;

(5)若科學家在30min后改變了某一條件,反應進行到40min時達平衡濃度分別為c(NO)=0.032mol/L,c(N2)=0.034mol/L,c(CO2)=0.017mol/L,則改變的條件可能是______,判斷的依據(jù)是____________________

【答案】①②④ 升溫后NO的轉化率減小,說明升溫平衡逆向移動,正反應放熱分離出部分CO2因為降溫時反應正向移動,生成物濃度都增大,加壓平衡不移動,各組分濃度都增大,只能是分離出部分二氧化碳,平衡正向移動,才會導致c(NO)和c(CO2)減小,c(N2)增大

【解析】

(1)①升溫正逆反應速率都增大,故采用加熱提高反應速率可行;催化劑能夠加快反應速率,使用催化劑提高反應速率可行;該反應前后氣體體積相等,加壓平衡不移動,使用加壓提高NO轉化率不可行;分離出生成物平衡正向移動,使CO2轉化成干冰從體系用脫離,提高NO的轉化率可行;故答案為:①②④;

(2)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)△H,化學平衡常數(shù)K=,故答案為:K=;

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,20s后反應達到平衡狀態(tài),K===,故答案為:;

(4)原平衡中NO的轉化率為×100%=60%,升溫后NO的轉化率變?yōu)?/span>50%,說明升溫平衡逆向移動,正反應放熱,△H<0,故答案為:<;升溫后NO的轉化率減小,說明升溫平衡逆向移動,正反應放熱;

(5)改變了某一條件,達到新的平衡時,c(NO)c(CO2)減小,c(N2)增大,只能是分離出部分二氧化碳,因為降溫時反應正向移動,生成物濃度都增大,加壓平衡不移動,各組分濃度都增大,只能是分離出部分二氧化碳,平衡正向移動,才會導致c(NO)c(CO2)減小,c(N2)增大,故答案為:分離出部分二氧化碳;因為降溫時反應正向移動,生成物濃度都增大,加壓平衡不移動,各組分濃度都增大,只能是分離出部分二氧化碳,平衡正向移動,才會導致c(NO)c(CO2)減小,c(N2)增大。

練習冊系列答案
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①取少量溶液,逐滴加入氫氧化鈉溶液過程中無沉淀生成;

②另取少量原溶液,逐滴加入5mL 0.2mol·L-1的鹽酸,產(chǎn)生的現(xiàn)象是:開始產(chǎn)生沉淀并逐漸增多,沉淀量基本不變后產(chǎn)生氣體,最后沉淀逐漸減少至消失;

③在上述②沉淀消失后的溶液中,再加入足量的硝酸銀溶液可得到沉淀0.43 g;

下列說法中正確的是

A. 該溶液中可能含有Cl

B. 該溶液中一定含有K、AlO2-、CO32-、Cl

C. 步驟②中產(chǎn)生的白色沉淀為硅酸

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(1)在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO23 mol H2進行上述反應。測得CO2(g)CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖所示。

0~10 min內(nèi),氫氣的平均反應速率為____________,第10 min后,保持溫度不變,向該密閉容器中再充入1 mol CO2(g)1 mol H2O(g),則平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。

②若已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol1;

2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-b kJ·mol1;

H2O(g)===H2O(l) ΔH=-c kJ·mol1;

CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH=-d kJ·mol1。

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為______________________________________

(2)如圖,25 ℃時以甲醇燃料電池(電解質溶液為稀硫酸)為電源來電解600 mL一定濃度的NaCl溶液,電池的正極反應式為_________________________________。

在電解一段時間后,NaCl溶液的 pH 變?yōu)?/span>12(假設電解前后NaCl溶液的體積不變),則理論上消耗甲醇的物質的量為________mol。

(3)(2)U形管內(nèi)電解后的溶液(假設NaCl溶液完全被電解)中通入標準狀況下89.6 mL CO2氣體,則所得溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”)性,溶液中各離子濃度由大到小的順序為______________________________。

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B. H+向a極區(qū)移動

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