雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一.已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H1=a kJ•mol﹣1
②CO(g)+O2(g)⇌CO2(g)△H2=c kJ•mol﹣1
③2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H3
请回答下列问题:
(1)△H3=______ kJ•mol﹣1(用含a、b的代数式表示).
(2)对于有气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应①的平衡常数表达式Kp=______
(3)能说明反应③已达平衡状态的标志是 ______ (填字母).
A.单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变
(4)在一定温度下,向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO,发生反应③.在t1时刻达到平衡,此时n(CO)=xmol,n(NO)=2xmol,n(N2)=ymol,则NO的平衡转化率为 ______ (用含x、y的代数式表示);再向容器中充入ymolCO2和xmolNO,则此时v(正) ______ (填“>”、“<”或“=”)v(逆).
(5)烟气中也含有氮氧化物,C2H4可用于烟气脱硝.为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图所示.为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度约为 ______ ,Cu2+负载量为______
【答案】(1)2b﹣a
(2)
(3)CD
(4);=
(5)350℃;3%
【解析】(1)根据盖斯定律,反应②×2﹣①即得,确定反应④2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H4=(2b﹣a)KJ/mol,所以答案是:2b﹣a;
(2)根据反应①的方程式得出Kp= , 所以答案是:;
(3)A.单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO,都体现正反应方向,未体现正与逆的关系,故错误;
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度一直保持不变,故错误;
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化,说明体系温度不变,正逆反应速率相等,故正确;
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;
故选CD;
(4)2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量:(x+2y)mol (2x+2y)mol 0 0
变化量:2ymol 2ymol ymol 2ymol
平衡量:xmol 2xmol ymol 2ymol
所以NO的平衡转化率为= , Q===K,所以平衡不移动,v(正)=v(逆),所以答案是:;=;
(5)满足脱硝率高,负载率低,适宜的温度,由图可知,适合条件为350℃、负载率3%,所以答案是:350℃、3%.
【考点精析】认真审题,首先需要了解反应热和焓变(在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热),还要掌握化学平衡常数的含义(指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度不变的状态)的相关知识才是答题的关键.