解题思路:(1)A.看清纵坐标代表的是相对浓度;
B.理清图象变化的趋势,RH、NO的浓度一直在减少,O3、PAN的浓度一直在增加,NO2的浓度先增大后减少;
C.在某一时间段内的变化与总体变化的不同,这也是本题的易错点,如NO消失的速率在0-1时间段内比PH的快,在0-1时间段内NO可能生成NO2等;
D.O3的浓度一直在减少不可能是反应物;
(2)①根据“先拐先平数值大”原则判断的T1、T2大小,再根据平衡时氮气的体积分数判断温度对平衡的影响;
②平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比;根据温度不变,平衡常数不变,利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量,代入平衡常数表达式解出未知数,最后求转化率;
③判断出反应物、产物,配平写出方程式.
(3)根据盖斯定律先将两个方程式相加得甲烷转化为氮气的方程式,根据甲烷和热量的关系计算反应热;
(1)A、由曲线斜率可知在某一时间段内NO消失的速率比RH快,故A正确;
B、NO的浓度一直在减少,NO2的浓度先增加后减少,在0-1时间段内NO可能生成NO2,故B正确;
C、图中O3和PAN的浓度增加,RH的浓度减少,RH及NO2在某一时间段内可能反应生成PAN和O3,故C正确
D、O3的浓度一直在增加,不可能作为反应物,故D错误.
故选:D;
(2)①根据图象判断,T2曲线先到达平衡,反应速率大,温度较高,而温度升高,氮气的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度向吸热方向进行,故正反应为吸热反应.
故答案为:吸热
②利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量.
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),
起始(mol/L):52.50
反应(mol/L):O.50.5 1
平衡(mol/L):4.521
所以平衡常数k=
c2(NO)
c(N2)•c(O2)=[1/4.5×2]=[1/9];
令N2转化的物质的量为xmol,则
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),
起始(mol):1 10
反应(mol):xx 2x
平衡(mol):1-x1-x2x
所以平衡常数k=
c2(NO)
c(N2)•c(O2)=
(2x)2
(1−x)(1−x)=[1/9];
,解得x=[1/7],
N2的转化率为
1
7mol
1mol×100%=14.3%.
故答案为:[1/9];14.3%
③NO2为中间产物,反应物为NO、O2、CO,产物为CO2、N2,反应方程式为2NO+O2+4CO
催化剂
.
4CO2+N2.
故答案为:2NO+O2+4CO
催化剂
.
4CO2+N2
(3)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1、
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
将两个方程式:2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)△H=-574kJ•mol-1+△H2
2mol-574kJ•mol-1+△H2
1mol 867kJ•mol-1
则:
点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;有关反应热的计算;化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查化学平衡计算、平衡移动,难度中等,注意利用三段式解题以及温度不变,平衡常数不变是解题的关键.