(10分)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g),ΔH>0,已知该反应在2 404℃,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为_____________________。
(2)为了减少汽车尾气中有害气体的排放,在现实生活中你认为可以采取的措施有 。
A.采用耐高温的陶瓷发动机,以提高内燃机的工作温度
B.为了避免上述反应,不使用空气,改用纯氧气
C.在排气管中安装高效催化剂,将有害气体转化为无害气体
D.将燃油车改换成电动车
(3)将一定量的N2、O2的混合气体充入恒容密闭容器中,下图变化趋势正确的是____________(填字母序号)。
(4)将一定量的N2、O2的混合气体充入恒温密闭容器中,分别在不同的压强P1、P2(P1>P2)下达到平衡,请画出N2的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图。(不同压强下的曲线要有相应的标识)
(8分)
(1)已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H3 = -393.5 kJ/mol
试求: ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=________。
(2)已知下列各反应的焓变
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
试求: ④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l) ΔH=________。
(8分)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质。一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,1mol一氧化碳与2mol氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
根据题意完成下列各题:
反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,10min反应达平衡,此时甲醇的物质的量浓度为0.3mol/L,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(3)在其它条件不变的情况下,把反应处于平衡体系的容器的体积压缩为1 L,下列有关该体系的说法正确的是 。
A.平衡向正反应方向移动 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.甲醇的物质的量增加 D.重新平衡时c(CO)/c(CH3OH)不变
(12分)(1)已知C(s、金刚石)+O2==CO2(g) ΔH=-395.4kJ/mol,
C(s、石墨)+O2==CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol。
①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性 金刚石的稳定性。
②石墨中C-C键键能______金刚石中C-C键键能。(均填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式为: 。
(3)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为: ;
又知H2O(l)H2O(g),△H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时,放出的热量是 kJ。
下图中曲线表示一定条件下可逆反应X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s);ΔH<0的反应过程。若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是
A、加入催化剂 B、增大Y的浓度
C、降低温度 D、增大体系压强
2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),若2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是
A、v(C)=v(D)=0.25 mol·L-1·s-1
B、z=3
C、B的转化率为25%
D、C的体积分数为28.6%