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【题目】臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:

t/s

0

3

6

12

24

n(O2)/mol

0

0.36

0.60

0.80

0.80

下列有关说法正确的是

A. 反应在0~3 s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L-1·s-1

B. 24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44 mol·L-1,则反应的ΔH>0

C. 在T温度下,起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%

D. 在T温度下,起始时向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和0.50 mol N2O5、0.50 mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍

【答案】D

【解析】A.由表中数据可知,3s内压强物质的量变化量为0.36mol,容器体积为2L,故0~3s内v(O2)= =0.06mol/(L.s),速率之比等于其化学计量数之比,故v(NO2)=2v(O2)=2×0.06mol/(L.s)=0.12mol/(L.s),故A错误;B.由表中数据可知,12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol,说明12s时可逆反应到达平衡,平衡时氧气的浓度为=0.4mol/L,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol/L,氧气浓度增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,故B错误;C.在T温度下,起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2,转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3,所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍,平衡先正反应方向移动,平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8mol=1.6mol,故参加反应的N2O5的物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol,则达到平衡时,N2O5的转化率小于×100%=20%,故C错误;D.容器体积不变,在T温度下,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2,转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3,与原平衡为完全等效平衡,平衡时压强相等,12s到达平衡时氧气的物质的量为0.8mol,则:
2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) 物质的量减少
1 1
0.8mol 0.8mol
故原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol-0.8mol=2.2mol,即起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2到达平衡时,混合气体总物质的量为2.2mol,平衡时压强为起始的=0.88倍,故D正确;故选D。

练习册系列答案
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I .提出假设:

(1)甲同学:可能只是MgCO3

乙同学:可能只是______________

丙同学:可能是:xMgCO3·yMg(OH)2

(2)在探究沉淀成分前,需将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥。洗涤沉淀的操作方法是____________________________________________________________

(3)请设计一个简单的实验证明乙同学的假设是错误的_________________________

Ⅱ.定量实验探究:取一定量已干燥过的沉淀样品,利用下列装置测定其组成(部分固定夹持装置未画出),经实验前后对比各装置的质量变化来分析沉淀样品的组成,得出丙同学的假设是正确的。请回答下列问题:

(4)写出xMgCO3·yMg(OH)2受热分解的化学方程式______________________。(用x、y表示)

(5)①合理的实验装置连接顺序为:_____→_____→_____→_____→。(各装置只使用一次)

② 实验一段时间后,当装置B___________(填实验现象)时,停止加热,说明沉淀样品完全分解;然后打开E处的活塞,缓缓通入空气数分钟的目的是________________

③指导老师认为在上述实验装置末端还需再连接一个装置D,若无此装置,.则会使测出的x∶y的值________________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

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D.该反应的平衡常数表达式为K

②乙烯与乙酸等物质的量投料条件下,某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验,实验结果如图所示。回答下列问题:

温度在60~80℃范围内,乙烯与乙酸反应速率由大到小的顺序是__________________[用(P1)、(P2)、(P3)分别表示不同压强下的反应速率]。在压强为P1MPa、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是___________________________。根据测定实验结果分析,较适宜的生产条件是_________________(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率,可以采取的措施有___________________(任写出一条)。

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