由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
题型一 基本概念、基本理论的综合应用
1.(2018·韶关市高三4月模拟考试)NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863 计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905 kJ·mol-1
反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1 266.6 kJ·mol-1
写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体,发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如下图所示。
容器
容积/L
起始物质的量/mol
N2O
N2
O2
Ⅰ
V1
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
V2
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04
①该反应的ΔH________(填“>”“=”或“”“=”或“ ②p(C)>p(B)>p(A)(或C>B>A) ③>
(3)①Ⅱ ②该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动或催化剂活性降低
解析 (1)NO分解生成N2与O2的方程式为2NO(g)N2(g)+O2(g),根据已知的反应Ⅰ和反应Ⅱ,要得到该方程,则,即ΔH== kJ·mol-1=-180.8 kJ·mol-1。
(2)①根据图像,温度升高,转化率增大,则平衡向右移动,说明正反应方向吸热,则反应的ΔH>0。
②A、B、C三点中N2O的转化率相同,则容器中反应物、生成物的量均相同,则容器的压强取决于容器的体积,根据图像,相同温度时:转化率大小为:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,则反应正向进行的程度为:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,且该反应为气体分子数增加的反应,增大容器体积,减小压强平衡向右移动,则说明容器体积大小为:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,故A、B、C三点处容器内的总压强由大到小的顺序是p(C)>p(B)>p(A)。
③Ⅱ中在470 ℃下达到平衡时N2O的转化率是0.6,则该反应在470 ℃下平衡常数是=0.067 5,容器Ⅳ在470 ℃进行反应时,浓度商==0.04<0.067 5,所以反应向正反应方向进行,则起始速率:v正(N2O)>v逆(N2O)。
(3) ①根据图像,在低温时,N2的量相对多一些,而N2是反应Ⅱ的生成物,故该催化剂在低温时选择反应Ⅱ。
②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是平衡的逆向移动等原因。根据图像,该催化剂在高温时选择反应Ⅰ,而反应Ⅰ为放热反应,达到平衡后,温度升高平衡向左移动,使得C点比B点所产生的NO的物质的量少;或者可能是由于温度升高催化剂失去了活性等原因。
2.(2018·赤峰市高三4月模拟)运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1。 在T1℃
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol·L-1) 如下:
时间
浓度
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母)。
a.通入一定量的NO
b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂
d.适当缩小容器的体积
②若30 min后升高温度至T2 ℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3∶1∶1,则Q________(填“>”或“