超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g).
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得密閉容器中不同時間的NO和CO濃度如表:
時間(s)12345
c(NO)
(mol/L)
1.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)
(mol/L)
3.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H    0(填寫“>”、“<”、“=”).
(2)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=   
(3)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=   
(4)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是    (多選扣分).
a.容器中壓強(qiáng)不變             b.混合氣體中 c(CO)不變
c.υ(N2)=υ(CO)       d.c(CO2)=c(CO)
(5)該溫度下達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率是   
【答案】分析:(1)根據(jù)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則△H-T△S<0來分析該反應(yīng)的焓變;
(2)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念來解答;
(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=來計算解答;
(4)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,據(jù)此解答,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時,說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài);
(5)由表中數(shù)據(jù)可知,實驗4min到達(dá)平衡,平衡時CO的物質(zhì)的量濃度變化量為3.60×10-3mol/L-2.70×10-3mol/L=0.9×10-3mol/L,結(jié)合轉(zhuǎn)化率定義計算;
解答:解:(1)因該反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)中氣體減少,△S<0,由反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則△H-T△S<0,即該反應(yīng)一定是放熱才有可能自發(fā)進(jìn)行,放熱反應(yīng)中△H<0,
故答案為:<;
(2)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,故答案為:;
(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)NO濃度的變化量為1.00×10-3-2.50×10-4=7.50×10-4,則υ(NO)==3.75×10-4mol?L-1?s-1;由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則υ(N2)=υ(NO)=1.875×10-4mol?L-1?s-1,
故答案為:1.875×10-4mol?L-1?s-1;
(4)a.隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量增大,壓強(qiáng)增大,容器中壓強(qiáng)不變,說明到達(dá)平衡狀態(tài),故a正確;
b.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的濃度不變,混合氣體中c(CO)不變說明到達(dá)平衡狀態(tài),故b正確;
c.因不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,才能說明到達(dá)平衡狀態(tài),故c錯誤;
d.反應(yīng)始終按CO與氫氣物質(zhì)的量之比為1:1進(jìn)行,c(H2)=c(CO)不能說明到達(dá)平衡,故d錯誤;
故答案為;ab;
(5)平衡時CO的物質(zhì)的量濃度變化量為3.60×10-3mol/L-2.70×10-3mol/L=0.9×10-3mol/L,CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,
故答案為:25%.
點評:本題主要考查反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、化學(xué)平衡判斷、轉(zhuǎn)化率的計算等知識,難度不大,根據(jù)所學(xué)知識即可完成.
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:

(2011?上海模擬)超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:2NO+2CO?2CO2+N2
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/mol?L-1 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)/mol?L-1 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)是
放熱
放熱
 反應(yīng)(填寫“吸熱”、“放熱”).
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v(N2)=
1.875×10-4mol/L?s
1.875×10-4mol/L?s

(3)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(N2)c2(CO2)
c2(CO)c2(NO)
c(N2)c2(CO2)
c2(CO)c2(NO)

(4)假設(shè)在容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是
CD
CD

A.選用更有效的催化劑    B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度    D.縮小容器的體積.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2009?浙江)超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(mol/L) 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)(mol/L) 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H
0(填寫“>”、“<”、“=”).
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)=
1.88×10-4mol?L-1?s-1
1.88×10-4mol?L-1?s-1

(3)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
5000
5000

(4)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是
C、D
C、D

A.選用更有效的催化劑B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中.
實驗
編號
T(℃) NO初始濃度
(mol/L)
CO初始濃度
(mol/L)
催化劑的比表面積(m2/g)
280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
280
280
1.20×10-3
1.20×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
124
350
1.20×10-3
1.20×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
124
①請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).
②請在給出的坐標(biāo)圖中,畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標(biāo)明各條曲線的實驗編號.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)
催化劑
2CO2(g)+N2(g).
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得密閉容器中不同時間的NO和CO濃度如表:
時間(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)
(mol/L)
1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)
(mol/L)
3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H
0(填寫“>”、“<”、“=”).
(2)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
C(N2)C2(CO2)
C2(CO)C2(NO)
C(N2)C2(CO2)
C2(CO)C2(NO)

(3)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=
1.875×10-4mol?L-1?s-1
1.875×10-4mol?L-1?s-1

(4)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
ab
ab
(多選扣分).
a.容器中壓強(qiáng)不變             b.混合氣體中 c(CO)不變
c.υ(N2)=υ(CO)       d.c(CO2)=c(CO)
(5)該溫度下達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率是
25%
25%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2.為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(mol/L) 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)(mol/L) 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H
0(填寫“>”、“<”、“=”).
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)=
1.88×10-4 mol/(L.s)
1.88×10-4 mol/(L.s)

(3)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
.使平衡常數(shù)增大的方法是
B
B
(填寫選項)
A.升高溫度   B.降低溫度     C.增大體系壓強(qiáng)       D.減小體系壓強(qiáng)
E.增大反應(yīng)物濃度    F.減小反應(yīng)物濃度    G.減小生成物濃度  H.選擇新的催化劑
(4)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是
CD
CD

A.選用更有效的催化劑;B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度;D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中.
實驗
編號
T(℃) NO初始濃度
(mol/L)
CO初始濃度
(mol/L)
催化劑的比表面積(m2/g)
280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
280
280
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
124
350
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
124
請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

I、超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)處理尾氣,化學(xué)方程式為2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2,為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表:
時間/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/mol?L-1 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)/mol?L-1 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
請回答(均不考慮溫度變化對催化效率的影響):
(1)若上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K,隨溫度增高而減小,則反應(yīng)的△H
 
0(填“>”、“<”或“=”).
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v(N2)=
 

(3)該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 

II、甲醇空氣燃料電池(酸性電解質(zhì)溶液)的工作原理如圖一所示.精英家教網(wǎng)
(1)該電池正極的電極反應(yīng)式為
 

(2)以上述電池為電源,構(gòu)成圖二電解池,其中X、Y為石墨,a為KCl溶液,寫出電解總反應(yīng)的離子方程式
 

(3)常溫時,按“(2)”電解一段時間后,取25mL上述電解后的溶液,滴加0.2mol/L的醋酸溶液,滴加過程的pH變化如圖三所示,則C點對應(yīng)溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為(忽略電解后溶液中的其他成分,只考慮其中的堿與加入的酸)
 

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