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新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》,其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害.目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器.NO和CO气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生反应:
2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-a kJ?mol-1
(1)CO2的电子式为
 

(2)已知2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-b kJ?mol-1
CO的燃烧热△H=-c kJ?mol-1.书写在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO的可逆反应的热化学反应方程式
 

(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①有害气体NO的转化率为
 
,0~15min NO的平均速率v(NO)=
 

②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是
 
(选填序号).
a.缩小容器体积    b.增加CO的量     c.降低温度    d.扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将
 
移动(选填“向左”、“向右”或“不”),移动后在达到平衡时的平衡常数是
 
考点:化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)二氧化碳属于共价化合物,每个氧原子和碳原子共用2对电子;
(2)根据盖斯定律进行解答;
(3)①根据氮气浓度计算参加反应的一氧化氮浓度,再根据转化率公式计算NO的转化率,根据v(NO)=
△c
△t
计算;
②若改变反应条件,导致CO浓度减小,可以采用改变温度或容器容积的方法;
③根据平衡时浓度计算其平衡常数,根据浓度商与化学平衡常数相对大小判断平衡移动方向.
解答: 解:(1)CO2的电子式为,故答案为:
(2)①2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-a kJ?mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-b kJ?mol-1
③CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-c kJ?mol-1
将方程式①-②+2③得4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=-a+b-2c kJ?mol-1
故答案为:4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=-a+b-2c kJ?mol-1
(3)①0~15min△C(N2)=0.2mol/L,同一可逆反应中,各物质浓度变化之比等于其计量数之比,所以△C(NO)=2△C(N2)=0.4mol/L,NO的转化率=
0.4mol/L
2.0mol
2L
×100%
=40%;
0~15min NO的平均速率v(NO)=
0.4mol/L
15min
=0.027mol/(L?min),
故答案为:40%;0.027mol/(L?min);
②a.缩小容器体积,压强增大,平衡向正反应方向移动,但平衡时CO浓度大于第一次平衡浓度,故错误;
b.增加CO的量,平衡向正反应方向移动,但CO的转化率减小,所以CO的浓度增大,故错误;     
c.降低温度,平衡向正反应方向移动,则CO的浓度减小,故正确;   
d.扩大容器体积,压强减小,平衡向逆反应方向移动,但平衡时CO浓度小于第一次平衡浓度,故正确;
故选c d;
③第一次平衡时c(N2)=0.2mol/L,c(CO)=0.8mol/L,c(CO2)=2c(N2)=0.4mol/L,c(NO)=
2.0mol
2L
-0.4mol/L
=0.6mol/L,
化学平衡常数K=
c2(CO2).c(N2)
c2(NO).c2(CO)
=
0.4×0.4×0.2
0.6×0.6×0.8×0.8
L/mol=
5
36
L/mol,
若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,c(CO)=0.8mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L+0.2mol/L=0.4mol/L,c(NO)=0.6mol/L+0.2mol/L=0.8mol/L,
其浓度商=
0.4×0.4×0.4
0.8×0.8×0.8×0.8
L/mol=
5
32
L/mol>
5
36
L/mol,则平衡逆向方向移动,温度不变,化学平衡常数不变,
故答案为:向左;5/36 L/mol或0.14 L/mol.
点评:本题考查了盖斯定律、化学平衡的有关计算,根据反应速率、转化率公式计算NO的反应速率、转化率,会根据反应方程式计算化学平衡常数,利用化学平衡常数与浓度商的关系确定反应方向,化学平衡常数的有关计算是高考热点,要熟练掌握,难点是(3)②,缩小体积时,虽然压强增大,但到达平衡时各物质浓度增大,很多同学往往认为“平衡向右移动,则反应物浓度减小”而导致错误,为易错点.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子方程式书写正确的是(  )
A、Fe与稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2
B、CaCO3与CH3COOH溶液反应:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
C、Na与H2O反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
D、FeCl3溶液与氨水反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3

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科目:高中化学 来源: 题型:

用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A、18g水中含有的氢原子数为NA
B、0.1mol钠离子含有的电子数为NA
C、标准状况下,22.4L苯含有的分子数为NA
D、1mol/L的氯化钡溶液中,含有的钡离子数为NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A、1L0.1mol?L-1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为2NA
B、1 molNa2O2与水充分反应转移电子总数为2NA
C、常温常压下,NA个NO与NA个N2和O2的混合气体的体积不相等
D、5.4gAl分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠反应,失去的电子数都是0.6NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

NA代表阿伏加德罗常数.下列叙述正确的是(  )
A、常温常压下的33.6L氯气与27g铝充分反应,转移电子数为3NA
B、由CO和O2组成的混台物中共有NA个分子,其中的氧原子数为2NA
C、在H2O2+Cl2=2HCl+O2反应中,每生成32g氧气,转移电子数为2NA
D、0.1mol Fe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.1NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

从辉铜矿(Cu2S)中利用火法炼铜可以提取铜,发生如下反应:
①2Cu2S+3O2
 120℃ 
.
 
2Cu2O+2SO2    ②2Cu2O+Cu2S
 120℃ 
.
 
6Cu+SO2
下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4?5H2O的流程图:
Cu2S
O2
Cu
焙烧
Cu2O、CuO
足量稀盐酸
A
操作Ⅰ
B
蒸发结晶过滤
胆矾
(1)Cu2S中铜元素的化合价为
 
,当有1molCu2S与O2反应生成2molCu时,转移电子的物质的
量是
 

(2)Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中看到溶液呈蓝色,且有红色物质生成,请写出生成红色物质的离子方程式
 

(3)若使A中单质溶解,操作Ⅰ中加入的试剂最好是
 
.(选填字母代号)
A.适量的HNO3     B.适量的NaOH     C.适量的H2O2
该反应的离子方程式为
 

(4)取5.00 g胆矾样品逐渐升高温度使其分解,分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示:
①由图中可以看出,胆矾分解的最低温度是
 

②通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式为
 

e点对应的化学式为
 
(计算过程略去).

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科目:高中化学 来源: 题型:

(NH42Fe(SO42?6H2O俗名摩尔盐,价格便宜,可用来净水或治疗缺铁性贫血等,是一种重要的化工原料.

(1)摩尔盐的水溶液呈
 
色.
(2)c(Fe2+)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较,物质的量浓度较大的是
 

(3)甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度.甲同学设计的实验装置如图1:
从图1推断甲同学想通过测定
 
计算摩尔盐的纯度.该方案的不足之处在于
 

(4)乙同学在甲同学的基础上做了改进,其实验装置如图2:
则B与C中的试剂分别是
 
 
.C中干燥管的作用是
 
.乙同学称取了10.0g的摩尔盐样品,若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重O.68g,则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为
 
%(答案精确到小数点后第一位).

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)某有机物A的结构简式如右图,请按要求写出相应产物的结构简式
①A跟NaOH溶液反应
 

②A跟NaHCO3溶液反应
 

③A跟Na反应
 

(2)丙酸丙酯是一种香料,可以用下面的方案合成:

①写出A、B、C、D的结构简式:A
 
、B
 
、C
 
、D
 

②D有很多同分异构体,其中含有羧基的同分异构体中,烃基上的一氯代物有2种的结构简式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究.实验药品:铜、铁、镁、0.50mol?L-1 H2SO4、2mol?L-1 H2SO4、18.4mol?L-1 H2SO4
实验一:甲组同学研究的实验报告如下表:
实验步骤 实验现象 实验结论
①分别取等体积的2mol.L-1 H2SO4
于试管中
②分别投入大小、形状相同的
Cu、Fe、
Mg.
镁反应速率比铁快,
铜不反应
(1)
 
(2)甲组同学的实验目的是
 
;根据控制变量法,要得出正确的实验结论,还需要控制的实验条件是
 

实验二:乙组同学为了研究不同浓度的硫酸对反应速率的影响,设计了以下实验:
(3)用此装置进行定量实验,应选用上述的实验药品是:
 

(4)乙组同学应该测定的实验数据是
 

(5)此实验忽视了影响反应速率的其他因素是(假设金属颗粒是均匀的):
 

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