题目内容

一定温度下,在溶剂为1L的密闭容器内放入2molN2O4和8molNO2,发生如下反应2 NO2(红棕色)N2O4(无色) △H<0反应中NO2、N2O4的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,按下列要求作答:

(1)在该温度下,反应的化学平衡常数表达式为:                          
(2)若t1=10s,t2=20s,计算从t1至t2时以N2O4表示的反应速率:                 mol· L-1· s-1
(3)图中t1、t2、t3哪一个时刻表示反应已经达到平衡?答:               
(4)t1时,正反应速率         (填“>”、“<”或“=”)逆反应速率。
(5)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡向         移动(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不变”)
(6)维持容器的体积不变,升高温度,达到新平衡时体系的颜色   (填“变深”、“变浅”或“不变”)。

⑴K= ⑵0.1 ⑶t  ⑷> ⑸正反应方向  ⑹变深

解析试题分析:(1)化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,因此可逆反应2NO2N2O4的平衡常数表达式K=
(2)由图可知,从t1至t2时N2O4的物质的量变化量为4mol-3mol=1mol,其浓度变化量为1mol/L,时间是20s-10s=10s,所以故v(N2O4)=1mol/L÷10s=0.1mol/(L?s)。
(3)到达平衡时,反应混合物各组分的物质的量不发生变化,由图象可知,t3时刻处于平衡状态,故答案为:t3
(4)t1时刻后,NO2浓度降低,N2O4浓度增大,未到达平衡状态,反应向正反应进行,故正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>。
(5)维持容器的温度不变,缩小容器的体积,压强增大,平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,故答案为:正反应方向。
(6)维持容器的体积不变,升高温度,平衡向逆反应移动,NO2浓度增大,混合气体颜色变深,故答案为:变深。
考点:考查化学平衡图象、化学平衡常数、反应速率计算、化学平衡的影响因素等

练习册系列答案
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(14分)甲醇、二甲醚等被称为绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。
(1)已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ,请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
(2)写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式   __________________________________
(3)用合成气制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图:

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________,该反应的△H_______0(填“>”、“<”)。
②某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是            
A. P3>P2,T3>T2        B. P1>P3,T1>T3     C. P2>P4,T4>T2        D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下,将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得二甲醚的体积分数为25%,则该温度下反应的平衡常数K=__________。

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g)  CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是             (填字母,下同)
A.容器中的压强不变
B.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
C.v(CO)=v(H2O)
D.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:






/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
①该反应的逆反应为       (填“吸”或“放”)热反应。
②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3 min,则a、b应满足的关系是                                       (用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2, 下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是                   

A.升高温度
B.充入N2(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2

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