(10分)近年来北京市汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10molN2与5molO2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则T℃时该反应的平衡常数K= 。(计算结果保留小数点后两位数字)
(2)一定量的NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化的曲线如图所示。(已知:)
①反应2NO(g) N2(g)+O2(g)为(填“吸热”或“放热) 反应。
②一定温度下,能够说明反应2NO(g) N2(g)+O2(g)已达到平衡的是(填序号) 。
a.容器内的压强不发生变化
b.NO、N2、O2的浓度保持不变
c.NO分解的速率和NO生成的速率相等
d.单位时间内分解4mol NO,同时生成2 mol N2
(3)①当发动机采用稀薄燃烧时,尾气中的主要污染物为NOx,可用CxHy(烃)催化还原NO2消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
△H2= .
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化为无毒气体,该反应的化学方程式为 。
(12分)合成氨工业的核心反应是:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1,能量变化如图所示,回答下列问题:
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是: E1_________(填“增大”、“减小”、“不变”)
(2)在500 ℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量_______ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“=”)
(3)关于该反应的下列说法中,正确的是_________。
A.ΔH>0,气体分子数目增多 B.ΔH>0,气体分子数目减少
C.ΔH<0,气体分子数目增多 D.ΔH<0,气体分子数目减少
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol,H2为0.30 mol,NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率_________。若升高温度,K值变化_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中欲提高合成氨中H2的转化率,下列措施可行的__(填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂 D.分离出氨气
(12分)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等、不相等”),所求中和热 (填“相等、不相等”),简述理由 。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;(填“偏大”、 “偏小”、“无影响”)。
T℃时,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示,则下列结论正确的是( )
A.在t1min时,3V正(B)=2V逆(C)
B.(t1+10)min时,保持容器总压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
C.T℃时,在相同容器中,若由0.3mol·L—1 A、0.1 mol·L—1 B和0.4 mol·L—1 C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4 mol·L—1
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
已知常温下,N2(气)和H2(气)生成2mol NH3(气)放出92.4 kJ热量。现有甲、乙两个容积相同的密闭容器,在常温下:①向密闭容器甲中通入1 molN2和3 mol H2,达到平衡时放出热量Q1kJ。②向密闭容器乙中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2,达到平衡时放出热量Q2kJ。则下列关系式正确的是
A.Q1=2Q2=92.4 B.Ql>2Q2 C.Q1<2Q2 D.Q1=2Q2≠92.4
在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时,C的浓度为amol/L.若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比为起始物质,达平衡后,C的浓度仍为amol/L的是( )
A. 4molA + 2mol B
B. 2molA + 1molB + 3molC + 1molD
C. 3molC + 1molD + 1molB
D. 3molC + 1molD