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1、简答题 一定条件下,反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,达到化学平衡时,则其平衡常数表达式为______.
参考答案:一定条件下,反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常数为K=c2(NH3)c(N2)c3(H2),故答案为:c2(NH3)c(N2)c3(H2).
本题解析:
本题难度:简单
2、填空题 (14分)硝酸厂废气、汽车尾气中的氮氧化物可污染大气,现有几种消除氮氧化物的方法如下:
目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)方法一:CH4催化还原法。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1
现有一混合气体中NO与NO2的体积比为3:1,用22.4L(标准状况下)甲烷气体催化还原该混合气体,恰好完全反应(已知生成物全部为气态),并放出1013.5KJ的热量,则ΔH2为______;写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_______________________。
(2)方法二:活性炭还原法。
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,只生成甲和乙,甲和乙均为参与大气循环的气体,且反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
物质的量/mol 时间/min
| NO
| 甲
| 乙
|
0
| 0.200
| 0
| 0
|
10
| 0.116
| 0.042
| 0.042
|
20
| 0.080
| 0.060
| 0.060
|
30
| 0.080
| 0.060
| 0.060
|
由以上信息可知:
①该原理的化学方程式为____________________________________________________.
②该温度下的平衡常数K=_____________________________。(保留小数点后两位有效数字)
③若20min后升高温度至T2℃,达到平衡后,若容器中NO、甲、乙的浓度之比为1:1:1,
则该反应的ΔH_______ 0 。(填">"、"<"、"=")
(3)方法三:NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
反应原理为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
2N2(g)+3H2O(g) 每生成1molN2转移的电子数为_____________________________________________________________。
(4)方法四:ClO2氧化氮氧化物。其转化流程如下:

已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2+ H2O = NO2+ HNO3+ HCl,则反应Ⅱ的化学方程式是 。
参考答案:(14分)
(1)-1160kJ/mol CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1
(2)①C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ②0.56 ③>
(3)3NA (4)2NO2+ 4 Na2SO3= N2+ 4Na2SO4
本题解析:(1)22.4L标准状况下的甲烷物质的量为1mol,设混合气体中NO2 xmol,NOymol,根据①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
列方程为3x="y" 、x/4+y/4="1" 解得x=1,y=3,根据574/4+(|ΔH2|/4)×3=1013.5 解得ΔH2=-1160kJ/mol;根据盖斯定律,(①+②)÷2+③×2=(-574 kJ·mol-1-1160kJ/mol)÷2+(-44 kJ·mol-1)×2=-955 kJ·mol-1, CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1。
(2)①C与NO反应生成两种参与大气循环的气体,该气体是氮气和CO2,所以化学方程式为C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g);
②反应达平衡时,各气体的物质的量为NO:0.080mol,N2:0.06mol,CO2:0.06mol,设容器的体积为1L,根据C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g),K=(0.06×0.06)÷(0.08×0.08)=0.56;
③20min时,容器中NO、甲、乙的浓度为0.08、0.06、0.06,20min后,升高温度,各物质的浓度之比为1:1:1,说明平衡正向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向进行,则该反应的ΔH>0.
(3)根据2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
2N2(g)+3H2O(g)转移6e-,每生成1molN2转移的电子数为3NA。
(4)根据物质转化的流程图可知,反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2+ H2O = NO2+ HNO3+ HCl,向反应后的物质中加入Na2SO3水溶液,生成N2,说明NO2中N元素的化合价降低,做氧化剂,而Na2SO3中的硫元素化合价升高,做还原剂生成Na2SO4 ,则反应Ⅱ的化学方程式为2NO2+ 4 Na2SO3= N2+ 4Na2SO4。
考点:考查反应热的计算,盖斯定律的应用,热化学方程式的书写,化学平衡,氧化还原反应等知识。
本题难度:困难
3、选择题 在一密闭容器中,反应aA(g)
bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积减半,当达到新的平衡时,A的浓度增大为原来的1.8倍,则下列说法错误的是( )
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率增大了
C.恒温恒压时再充入A物质,达到新的平衡时A的质量分数增加了
D.a>b