氮的氧化物是大氣污染物之一,用活*炭或一氧化碳還原氮氧化物,可防止空氣污染。回答下列問題:已知:2C(s)+O...
問題詳情:
氮的氧化物是大氣污染物之一,用活*炭或一氧化碳還原氮氧化物,可防止空氣污染。回答下列問題:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
(1)若某反應的平衡常數表達式為K=,請寫出此反應的熱化學方程式:___________________________;下列措施能夠增大此反應中NO的轉化率的是(填字母代號)_________。 a.增大容器壓強 b.升高温度 c.使用優質催化劑 d.增大CO的濃度
(2)向容積為2L的密閉容器中加入活*炭(足量)和NO,發生反應C(S)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物質的量變化如下表所示。
物質的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min | 15 min | 30 min | |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
①0~5min內,以CO2表示的該反應速率v(CO2)=______,該條件下的平衡常數K=_______________。
②第15 min後,温度調整到T2,數據變化如上表所示,則T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min時,保持T2不變,向該容器中再加入該四種反應混合物各2 mol,則此時反應_______移動(填“正向”、“逆向”或“不”);最終達平衡時NO的轉化率a=______________。
(3)工業上可以用氨水除去反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中產生的CO2,得到NH4HCO3溶液,反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數K=________________。(已知常温下NH3·H2O的電離平衡常數Kb=2×10-5, H2CO3的電離平衡常數Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)
【回答】
【*】 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ad 0.042mol·L-1·min-1 > 正向 60% 1.25×10-3
【解析】(1)根據平衡常數的定義,若平衡常數表達式為K=,則化學方程式為:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),已知①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol,
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=- 393.5 kJ/mol,③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
根據蓋斯定律:②×2-①-③得:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol; 由於該反應是氣體體積減小的放熱反應a.增大容器壓強平衡正向移動NO轉化率增大,a正確;b.升高温度平衡逆向移動,NO 數為定值,新平衡時有:=4,解得x=0.2;經計算NO起始總量為2mol+2mol=4mol,達到新平衡時NO的物質的量為(1.2-2×0.2)mol/L×2L=1.6mol,轉化的NO共4mol-1.6mol=2.4mol,所以最終達平衡時NO的轉化率a=。
(3)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3,平衡常數K====1.25×10-3。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題