氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。 (1)烟气中的氮氧化物(NOx)...

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。

(1)烟气中的氮氧化物(NOx)可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分，从而消除污染。已知

反应	反应热(△H/kJ·mol-1)	平衡常数(K)
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)	a	K1
N2(g)+O2(g)═2NO(g)	b	K2

则 CH4 脱硝的热化学方程式为 CH4 (g) + 4NO (g)⇌CO2 (g) + 2N2 (g) + 2H2O ΔH=_________kJ/mol(用 a、b 表示)；平衡常数 K3=_________(用 K1、K2 表示)。

(2)用活性炭还原法可以消除NO 的污染，发生的反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。1molNO 和足量的活性炭在T℃、容积恒定为2L的密闭容器中反应，经过5min反应达到平衡，测得NO的物质的量为0.4mol。

①从反应开始到5min,用氮气表示的平均反应速率为_________。达到平衡后，向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体，则此平衡将_________(填“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。

②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是_________(填标号)。

a.NO和N2的体积比保持不变

b.单位时间内生成2nmolNO的同时消耗nmolCO2

c.恒温恒容条件下，反应体系的压强不再发生改变

d.恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变

(3)某实验小组模拟4CO(g)＋2NO2(g) ⇌4CO2(g)＋N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1净化过程，一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中CO的转化率为50%，则该反应的平衡常数为__________；两种方式达平衡时，N2的体积分数：甲______乙(填“>、=、<或不确定”)

甲	乙
0.2molNO2	0.1molNO2
0.4molCO	0.2molCO

a﹣2b 0.03mol/(L.min) 逆向移动 d 10 > 【解析】 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，平衡常数=，依据反应的平衡常数计算分析平衡常数的关系； (2)①根据NO的物质的量变化计算NO的消耗速率，再由计量数之比等于化学反应速率之比计算N2的生成速率，根据Qc与K的关系判断化学反应的方向； ②反应达到平衡时，v正＝v逆，混合气体的平均相对分子质量为m，据此逐项分析； (3)结合反应，列“三段式”求解平衡常数，温度不变，平衡常数不变，计算乙中氮气的体积分数。 (1) ①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)K1=△H=akJ⋅mol−1；②N2(g)+O2(g)═2NO(g)K2=△H=bkJ⋅mol−1；依据盖斯定律计算，①−②×2得到CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l)△H=(a−2b)kJ⋅mol−1；K3=； (2) ①1molNO 和足量的活性炭在T∘C、容积恒定为2L的密闭容器中反应，经过5min反应达到平衡，测得NO的物质的量为0.4mol，则NO的消耗速率为v(NO)==0.06mol/(L⋅min)，再由计量数之比等于化学反应速率之比，则N2的生成速率为v(NO)=0.03mol/(L⋅min)，所以化学平衡常数K===916；达到平衡后，向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体，则Qc==1825>K，所以平衡逆向移动； ②a．NO和N2的体积比取决于反应物的通入量，反应进行的程度，不能通过NO和N2的体积比保持不变判断化学反应达到平衡，故a不符合题意； b．单位时间内生成2molNO的同时消耗1molCO2，说明化学反应达到平衡，不是nmolCO2，故b不符合题意； c．恒温恒容条件下，反应体系的压强不再发生改变，反应为气体分子数不变的反应，整个反应过程，体系压强始终不变，不能通过压强说明反应达到平衡，故c不符合题意； d．混合气体的平均相对分子质量为，反应前后混合气体总物质的量n不变，混合气体总质量m改变，则混合气体的平均相对分子质量改变，当混合气体的平均相对分子质量，一定可以说明化学反应达到平衡，故d符合题意；故答案为：d； (3) 已知：4CO(g)＋2NO2(g) ⇌4CO2(g)＋N2(g) 一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中CO的转化率为50%，列“三段式”：则甲中反应的平衡常数为K=10；条件不变的情况下，甲的投料比是乙的两倍，即可认为甲是乙达到平衡后增大压强促使平衡正向移动，N2的体积分数分数增大。

复制答案

考点分析：

相关试题推荐

有下列六种物质的溶液：①Na2CO3 ②Al2(SO4)3 ③CH3COOH ④NaHCO3 ⑤HCl ⑥Al(OH)3

(1)pH值相同的③和⑤，分别用蒸馏水稀释至原来的倍和倍，稀释后两溶液的值仍然相同，则______(填“<”或“>”或“=”)

(2)室温下，值为11的①溶液中，由水电离出来的c(OH—)=______

(3)写出①溶液的电荷守恒：____________。

(4)写出⑥的酸式电离方程式：________________

(5)用②和④的溶液可以制作泡沫灭火剂，其原理为：________________(用离子方程式解释)

(6)已知反应NH4＋+HCO3－+H2O⇌NH3·H2O+H2CO3，该反应平衡常数K=_____。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7，Ka2=4×10-11)

查看答案

已知草酸为二元弱酸：H2C2O4⇌HC2O4－+H+　　Ka1；HC2O4－⇌C2O42－+H+ Ka2。常温下，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O4—、C2O42−三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示，则下列说法不正确的是( )