在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A.反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
BD
【详解】
A.随温度升高NO的转化率先升高后降低,说明温度较低时反应较慢,一段时间内并未达到平衡,分析温度较高时,已达到平衡时的NO转化率可知,温度越高NO转化率越低,说明温度升高平衡向逆方向移动,根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应,∆H<0,故A错误;
B.根据上述分析,X点时,反应还未到达平衡状态,反应正向进行,所以延长反应时间能提高NO的转化率,故B正确;
C.Y点,反应已经达到平衡状态,此时增加O2的浓度,使得正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,可以提高NO的转化率,故C错误;
D.设NO起始浓度为amol/L,NO的转化率为50%,则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L,根据平衡常数表达式K=>=2000,故D正确;
故选BD。
【点睛】
解本题时需要注意:实线中在最高点之前反应没有达到平衡状态,主要讨论温度对化学反应速率的影响;最高点之后反应达到平衡状态,可以研究温度对化学平衡的影响。
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近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1
反应Ⅱ的化学方程式为___,标准状况下每有6.72L的SO2发生反应,释放的能量为___kJ。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2___p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是___。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下:
i.SO2+4H++4I-=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+SO2=4H++4I-+SO
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
序号 | A | B | C |
试剂组成 | 0.4mol·L-1KI | 0.2mol·L-1H2SO4 | amol·L-1KI,0.2mol·L-1 H2SO4 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 无明显现象 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 |
①C是A的对比实验,则a=___。
②设计实验B、C的目的:___。