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汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2 发生反应生成NO气体,其方程式为: N2 (g) +O2(g) 2NO (g),该反应是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

(1)右图表示在T1T2两种不同温度下,一定量的NO发生反应:2NO(g)N2(g)+O2(g)。反应过程中N2的体积分数随时间变化的图像。升高温度,则反应N2 (g)+O2(g) 2NO (g)的平衡常数K             (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)2000℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N2与5 mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2 mol,则2000℃时反应N2 (g)+O2(g) 2NO (g)的平衡常数K的数值为      。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为      
(3)研究发现,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H2=―1160 kJ·mol-1
若1 mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为      kJ。
(1)增大
(2)(或0.11)         (或14.3%)
(3)867

试题分析:(1)由图可以知道,2NO(g)N2(g)+O2(g)为放热反应,所以N2 (g)+O2(g) 2NO (g)为吸热反应,温度高,K增大;
(2)          N2 (g)+O2(g) 2NO (g)
起始浓度mol/L  5       2.5        0
转化浓度mol/L  0.5     0.5         1
平衡浓度mol/L  4.5     2           1
所以,K=1×1÷(4.5×2)=,设N2达到平衡的物质的量浓度为amol/L,根据平衡常数在同一温度下不变可以得到,=,解得a=,所以N2达到平衡的物质的量为mol,反应的的物质的量为mol,所以达到平衡后N2的转化率为
(3)将CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)与CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)相加,可以得到2CH4(g)+4NO2(g) =2CO2(g)+4H2O(g) +2N2(g),△H=-1734 kJ·mol-1,所以1 mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867KJ。
点评:该大题综合考查了化学平衡,热化学方程式,是高考的热门考点,该题的难度适中。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

I.高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)             △H
(1)已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g)   △H1
②C(石墨)+ CO2(g) = 2CO(g)  △H2
则△H___________________(用含△H、△H2的代数式表示)。
(2)高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=____________________________。
(3)在某温度时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为_______________________。
②下列说法正确的是____________________(填编号)。
A.若容器压强恒定,反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定,反应达到平衡状态
C.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D.增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II.纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378~398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表:
编号
温度/K
反应时间/h
反应物物质的量配比
实验目的

378
4
3∶1
实验②和④探究________
______________________
实验②和__________探究
反应时间对产率的影响。

378
4
4∶1

378
3
_______

398
4
4∶1
 
下图为温度对纳米MgO产率(曲线a)和粒径(曲线b)的影响,请归纳出温度对纳米MgO制备的影响规律(写出一条):                                                                           
___________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(1)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)        △H=-641kJ·mol-1
②1/2Ti(s)+ Cl2(g) =1/2TiCl4(1)    △H=-385 kJ·mol-1
则2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)的反应热为△H=                         
(2)已知甲醇(CH3OH)在常温下为液体,其热值为22.7kJ?g-1,则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为_______                 _____                 __
(3)将甲醇、氧气和氢氧化钾溶液设计成燃料电池,该电池
正极反应式为__________________    ______________。
(4)右图为工业上氯碱工业的电解槽示意图,据图回答:

①该电解槽中发生反应的总离子反应方程式为
                                               
②若没有阳离子交换膜,则电解一段时间后在电解槽的溶液中可能发生的化学反应方程式为______                     ____________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

Ⅰ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:其化学平衡常数K与温度t的关系如下:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t(℃)
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请回答下列问题:
(1)该反应为           反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO) =" 0.01" mol/L,c(H2O) =" 0.03" mol/L,c(CO2) =" 0.01" mol/L,c(H2) =" 0.05" mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率      __       _(填“大”、“小”或“不能确定”)。
Ⅱ.超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO+2CO2CO2+N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
c(NO)
(mol/L)
1.00×103
4.50×104
2.50×104
1.50×104
1.00×104
1.00×104
c(CO)
(mol/L)
3.60×103
3.05×103
2.85×103
2.75×103
2.70×103
2.70×103
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H       0(填写“>”、“<”、“=”)。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=                
(3)在该温度下,反应的平衡常数K=              
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高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
(5)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则平衡          移动(填“向左”“向右”或“不”);使用催化剂,上述反应的△H________(填“增大” “减小” 或“不改变”)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知:Fe2O3(s) + C(s) = CO2(g) + 2 Fe(s)  ΔΗ="+234.1" kJ·mol-1
C(s) + O2(g) = CO2(g)                  ΔΗ="-393.5" kJ·mol-1
则2 Fe(s)+ O2(g) = Fe2O3(s) 的ΔΗ是:
A.-169.4kJ·mol-1B.-627.6 kJ·mol-1
C.-744.7 kJ·mol-1D.-824.4 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知H2(g)+C12(g)2HCl(g);△H=-184.6kJ·mol-1
则反应2HCl(g) H2(g)+Cl2(g)的△H为
A.+92.3 kJ·mol-1B.-92.3 kJ·mol-1
C.-369.2 kJ·mol-1D.+184.6 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

已知两个反应式:
CH≡CH(g) +H2 (g) → CH2= CH2 (g) ; △H =-174kJ·mol-1
CH≡CH(g) +2H2 (g) → C2H6(g); △H =-311kJ·mol-1
则CH2= CH2(g) +H2(g) → C2H6 (g) 的反应热为                      

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

乙醇的燃烧热为ΔH1,甲醇的燃烧热为ΔH2,且ΔH1<ΔH2,若乙醇和甲醇的混合物1 mol完全燃烧,反应热为ΔH3,则乙醇和甲醇的物质的量之比为   (  )
A.B.
C.D.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(10分)(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa,320g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧的热化学方程式是:                                                      
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时,正极的电极反应式是                   ;负极的电极反应式是                        
(3)如图是一个电化学过程示意图。假设使用肼—空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量变化128g,则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气       L(假设空气中氧气的体积含量为20%)。

(4)传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3制得肼的稀溶液,该反应的离子方程式是                         

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