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活性炭可处理大气污染物NO。T℃时,在1L密闭容器中加入NO气体和炭粉,发生反应生成两种气体A和B,测得各物质的物质的量如下:

 

活性炭/mol

NO/mol

A/mol

B/mol

起始状态

2.030

0.100

0

0

2 min时

2.000

0.040

0.030

0.030

 

(1)2 min内,用NO表示该反应的平均速率v(NO)=______mol·L-1·min-1

(2)该反应的化学方程式是______;T℃时,它的平衡常数K=9/16,则2 min时反应______(填“是”或“不是”)平衡状态;已知升高温度时,K增大,则该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为了提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施是______。

 

【答案】

(1)0.03

(2)C+2NO CO2+N2   是   吸热

(3)升高温度

【解析】

试题分析:(1)v(NO)=∆c(NO)/∆t=(0.100mol•L‾1-0.040mol•L‾1)÷2min=0.03 mol·L-1·min-1

(2)NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B,由表中数据可知,平衡时C(s)、NO、A、B的物质的量变化分别为0.03mol、0.06mol、0.03mol、0.03mol,故该反应为C+2NO CO2+N2;2 min时Q=c(CO2)c(N2)/c2(NO)=0.03×0.03/0.042=9/16=K,所以反应是平衡状态;已知升高温度时,K增大,说明升温平衡向右移动,则该反应为吸热反应。

(3)升高温度可以提高反应速率,使化学平衡向右移动,提高NO的转化率。

考点:本题考查化学反应速率的计算、化学平衡的判断、条件对反应速率和化学平衡的影响。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

精英家教网随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
 

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理.已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
 

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g).某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol?L-1

时间/min
NO N2 CO2
0 1.00 0 0
10 0.58 0.21 0.21
20 0.40 0.30 0.30
30 0.40 0.30 0.30
40 0.32 0.34 0.17
50 0.32 0.34 0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为
 

②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
 
(保留两位小数).
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
 
(填序号字母).
A.容器内压强保持不变        B. 2v(NO)=v(N2
C.容器内CO2的体积分数不变     D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 
.请在如图中画出30min至40min的变化曲线
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO.为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)△H=a kJ?mol-1
为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率,t1℃下,在一等容的密闭容器中,某科研机构用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表1(CO2和N2的起始浓度为0).
表1
时间/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/×10-4mol?L-1 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)/×10-3mol?L-1 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
回答下列问题:
(1)在上述条件下该反应能自发进行,则正反应必然是
 
反应(填“放热”或“吸热”).
(2)前3s内的平均反应速率v(N2)=
 
;t1℃时该反应的平衡常数K=
 

(3)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时改变下列条件,能提高NO转化率的是
 

A.选用更有效的催化剂             B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度             D.缩小容器的体积精英家教网
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.根据表2设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图1所示:
实验编号 T/℃ NO初始浓度/mol?L-1 CO初始浓度/mol?L-1 催化剂的比表面积/m2?g-1
350 1.20×10-2 5.80×10-2 124
280 1.20×10-2 5.80×10-2 124
280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为
 

(5)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ?mol-1   
 2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2=-221.0kJ?mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ?mol-1
则处理汽车尾气反应中的a=
 

(6)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H4.向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,在t2℃下反应,
有关数据如表3.
NO N2 CO
起始浓度mol.L-1 0.10 0 0
平衡浓度/mol.L-1 0.04 0.03 0.03
平衡后升高温度,再次达到平衡测得容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则△H4
 
O(填“>”、“=”或“<”).

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科目:高中化学 来源:2010年湖南省高考适应性测试(理综)化学部分 题型:填空题

[化学——化学与生活](15分)
下列内容都与人们的生活和健康密切相关,请根据要求填空:
(1)学生要注意合理膳食,注意食品的多样化,防止某种营养成分过多或过少。请回答下列问题:
①大米的主要成分在人体内最终变成了            (填名称)而被人体吸收。
②坏血病是由于缺乏维生素C而引起的,下列有关维生素C的说法正确的是         
A.维生素C是脂溶性维生素,易在体内积存
B.维生素C可作食品添加剂
C.维生素C虽然被称为抗坏血酸,但它的水溶液并不呈酸性
D.维生素C在水溶液中或受热时很容易被氧化,所以生吃新鲜蔬菜要比熟吃时维生素C的损失少
③蔬菜、水果中维生素C的含量较高,缺乏维生素C的同学在膳食中应该增加蔬菜、水果的摄入量,许多蔬菜、水果(如柠檬酸等)是                 (填“酸性食物”或“碱性食物”)。
(2)下表是我国部分城市空气质量周报,阅读并回答下列问题:

城市
污染
指数
首要
污染物
空气质量级别
城市
污染
指数
首要
污染物
空气质量级别
北京
92
TSP
II
济南
76
TSP
II
天津
82
TSP
II
武汉
83
NOx
II
哈尔滨
96
TSP
II
重庆
98
SOx
II
上海
74
NOx
II
长沙
61
TSP
II
注:TSP——空气中的飘尘
①最容易出现酸雨的城市是______;为减少城市酸雨的产生,可采取以下措施中的     
A.禁止用煤作燃料
B.改善燃煤质量,限制高硫煤炭的开采
C.向已酸化的土壤中加石灰
D.调整和优化能源结构,加快开发和利用新能源。
②汽车尾气(含有CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器,其特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO与NO反应的化学方程式______________________________
______________________________。
(3)水是生命之源,动植物的生命活动与其密切相关,回答下列问题:?
①工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是               
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加氢氧化钠中和
中和法
B
Cu2+等重金属离子
加硫酸盐沉降
沉淀法
C
含苯废水
用活性炭吸附
物理法
D
悬浮物
加明矾
混凝法
②我省湘江流域工厂较多,如果污水处理不当,容易造成工业污染。我国工业废水中几种污染物的最高允许排放浓度如下表:
污染物



主要存在形式
Hg2+
Cd2+
Pb2+
最高允许排放浓度/(mg·dm3
0.05
0.1
1.0
现有某工厂每日排放的污水中汞的质量分数为(1×106)%,镉的质量分数为(2×105)%,铅的质量分数为(5×105)%(设该污水的密度为1 g/cm3)。根据计算该厂三项污染物中         超标。

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年河北省邯郸市高三第一次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

随着大气污染的日趋严重国家拟于十二五期间将二氧化硫(SO2)排放量减少8%氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知

CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g)??? H= -574 kJ·mol1

CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)??? H= -1160 kJ·mol1

H2O(g) = H2O(l)???? H= -44.0 kJ·mol1

写出CH4(g)NO2(g)反应生成N2 (g)CO2 (g)H2O(1)的热化学方程式??????????

2利用Fe2+Fe3+的催化作用常温下可将SO2化为SO42-从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为?????????????????????????????????

??? 浓度/mol·L1

时间/min

NO

N2

CO2

0

1.00

0

0

10

0.58

0.21

0.21

20

0.40

0.30

0.30

30

0.40

0.30

0.30

40

0.32

0.34

0.17

50

0.32

0.34

0.17

 

3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

10min~20minv(CO2) 表示的平均反应速率为 ??????????????????????

根据表中数据,计算T1时该反应的平衡常数为???   ??? (保留两位小数)。

一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率?????? (填增大不变减小) 。

下列各项能作为判断该反应达到平衡的是           (填序号字母)。

A.容器内压强保持不变

B2v(NO) = v(N2)

C.容器内CO2的体积分数不变

D.混合气体的密度保持不变

30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是?????????? 。请在图中画出30min40min 的变化曲线。

 

 

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科目:高中化学 来源:2014届黑龙江省高二下学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

(1) 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g)    ⊿H= -574 kJ·mol1

②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)    ⊿H= -1160 kJ·mol1

③H2O(g) = H2O(l)     △H= -44.0 kJ·mol1

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式                   

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                                 

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

    浓度/mol·L1

时间/min

NO

N2

CO2

0

1.00

0

0

10

0.58

0.21

0.21

20

0.40

0.30

0.30

30

0.40

0.30

0.30

40

0.32

0.34

0.17

50

0.32

0.34

0.17

①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为                        

②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为          (保留两位小数)。

③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率       (填“增大”、“不变”或“减小”) 。

④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是           (填序号字母)。

A.容器内压强保持不变        B. 2v(NO) = v(N2)

C.容器内CO2的体积分数不变    D.混合气体的密度保持不变

⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是            。请在下图中画出30min至40min 的变化曲线。

 

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