容器 | 甲 | 乙 |
容積/L | 1 | 1 |
溫度/K | T1 | T2 |
起始充入量 | lmolO32mol NO2 | lmolO3 2mol NO2 |
分析 (1)①氨氣是常見的煙氣脫硝劑之一,其脫硝原理是與NO(g)反應生成空氣中存在的兩種無毒物質為氮氣和水;
②4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=-907.28kJ•mol-1;
4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ•mol-1.105℃時,結合熱化學方程式和蓋斯定律計算上述脫硝反應的△H,反應自發(fā)進行的判斷依據(jù)△H-T△S<0;
③反應中氧化劑NO,還原劑為NH3的物質的量之比結合化學方程式電離關系計算,每生成3mol還原產物電子轉移12e-;
(2)①圖象分析可知,N2O5(g)生成濃度0.2mol/L,則消耗O3濃度0.2mol/L,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(O3);
②由圖象分析,先拐先平數(shù)值大,則乙的溫度較高,T1<T2,溫度越高N2O5(g)濃度越小,說明反應逆向移動,正反應是放熱反應;
③A.恒容容器中,向容器中充入He,增大容器的總壓強,分壓不變,平衡不變;
B.反應為放熱反應,升高容器的溫度,平衡逆向進行;
C.兩種反應物增加一種會提高另一種物質轉化率,本身轉化率減小;
D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2,相當于增大壓強,平衡正向進行;
④若起始時向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,計算濃度商Qc和平衡常數(shù)比較判斷反應進行的方向.
解答 解:(1)①脫硝原理是與NO(g)反應生成空氣中存在的兩種無毒物質為氮氣和水,反應的化學方程式:4NH3+6NO=5N2+6H2O,
故答案為:4NH3+6NO=5N2+6H2O;
②Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=-907.28kJ•mol-1;
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ•mol-1.
結合蓋斯定律計算,(Ⅱ×5-Ⅰ×3)×$\frac{1}{2}$得到上述脫硝反應的熱化學方程式:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=-1811.63kJ•mol-1,
反應△H<0,△S>0,則△H-T△S<0,反應一定能自發(fā)進行,
故答案為:-1811.63kJ•mol-1;能;
③4NH3+6NO=5N2+6H2O反應中反應中氧化劑NO,還原劑為NH3物質的量之比6:4=3:2,每生成3mol還原產物電子轉移12e-,每生成1mol還原產物,則反應中轉移電子數(shù)為4mol,
故答案為:3:2;4;
(2)①由圖,0~10min內甲容器中N2O5的濃度變化量為0.2mol•L-1,2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)十O2(g),則消耗O3濃度0.2mol/L,反應速率v(O3)=$\frac{0.2mol/L}{10min}$=0.02mol/(L•min),
故答案為:0.02;
②由圖象可知,乙先達到平衡,平衡后N2O5(g)濃度比甲小,根據(jù)先拐先平數(shù)值大,則乙的溫度較高,T1<T2,平衡逆向移動,即正反應是放熱反應,△H<0,
2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)十O2(g)
起始量(mol/L) 2 1 0 0
變化量(mol/L) 1 0.5 0.5 0.5
平衡量(mol/L) 1 0.5 0.5 0.5
平衡常數(shù)K=$\frac{0.5×0.5}{{1}^{2}×0.5}$=0.5L•mol-1,
故答案為:<;0.5L•mol-1;
③2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)+O2(g),△H<0,
A.恒容容器中,向容器中充入He,增大容器的總壓強,分壓不變,平衡不變,NO2轉化率不變,故A錯誤;
B.反應為放熱反應,升高容器的溫度,平衡逆向進行,NO2轉化率減小,故B錯誤;
C.向容器中再充人一定量的NO2,平衡正向進行,但NO2轉化率減小,故C錯誤;
D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2,相當于增大壓強,平衡正向進行,NO2轉化率增大,故D正確;
故答案為:D;
④若起始時向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2mol O2,計算濃度商Qc=$\frac{2×2}{{2}^{2}×1}$相當于加入五氧化二氮反應逆向進行,則脫硝反應達到平衡前,v(正)<v(逆),
故答案為:<.
點評 本題考查了熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算、氧化還原反應電子轉移、化學反應速率和平衡常數(shù)計算、影響化學平衡的因素,掌握基礎是解題關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
A. | 煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉 | |
B. | 石油是混合物,其分餾產品汽油為純凈物 | |
C. | 煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣 | |
D. | 石油分餾可獲得乙酸、苯及其衍生物 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 0.015 | B. | 0.225 | C. | 0.035 | D. | 0.045 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | HDO與H2O化學性質不同 | |
B. | 用漂粉精和潔廁靈(主要成分是鹽酸)混合后的濃溶液清洗馬桶效果更佳 | |
C. | 工業(yè)上最理想的化學反應是原子利用率達到100%的反應 | |
D. | 新原子的發(fā)現(xiàn)意味著新元素的合成 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 微粒半徑:Li+<O2-<F-<Na+ | B. | 電負性:F>N>O>C | ||
C. | 分子中的鍵角:CO2>H2O>CH4>NH3 | D. | 共價鍵的鍵能:H-F>H-Cl>H-Br>H-I |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 金屬性:甲>乙>丁 | |
B. | 原子半徑:辛>己>戊 | |
C. | 丙和庚的原子核外電子數(shù)相差11 | |
D. | 乙的單質在空氣中燃燒生成只含離子鍵的化合物 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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