题目内容

在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 

(1)A点处,v(正)________v(逆),A点正反应速率________B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a.v(NO2)=2v(O2)                b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)        d.容器内的密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a.及时分离出NO2气体     b.适当升高温度
c.增大O2的浓度          d.选择高效的催化剂

(1)大于 大于 (2)b 1.5×10-3mol/(L·s)   (3)bc (4)bcd

解析试题分析:(1)NO是反应物,起始浓度是0.020mol÷2L=0.010mol/L,所以曲线c表示NO的浓度变化曲线。A点NO的浓度继续降低,没有达到平衡状态,反应仍然是向正反应方向进行的,正反应速率大于逆反应速率,所以A点正反应速率大于B点正反应速率。
(2)NO2是生成物,在反应过程中浓度是增大的。由表中数据可知,平衡时c(NO)=0.007mol/L÷2L=0.0035mol/L。曲线b平衡时的浓度为0.0035mol/L,根据反应方程式中的化学计量数可知,曲线b表示NO2的浓度变化曲线。反应进行到2s是,NO浓度减少了0.010mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,所以氧气的浓度变化量是0.003mol/L,则氧气的反应速率是0.0030mol/L÷2s=1.5×10-3mol/(L·s)。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。a.始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系,故不能说明到达平衡,故a错误;b.随反应进行气体的物质的量减小,压强逐渐减小,因此容器内压强保持不变时,可以说明到达平衡,故b正确;c.不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故v(NO)=2v(O2),可以说明到达平衡,故c正确;d.反应混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,故容器内物质的密度保持不变,不能说明到达平衡,故d错误,答案选bc。
(4)a.及时分离出NO2气体,平衡向正反应移动,但反应速率降低,故a错误;b.适当升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应移动,故b正确;c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应移动,故c正确;d.选择高效的催化剂,增大反应速率,不影响平衡移动,故d正确,答案选bcd。
考点:考查平衡状态的判断、反应速率的计算以及外界条件对反应速率的影响等
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题贴近高考,基础性强,侧重对学生能力的培养,有利于调动学生的学习兴趣,有助于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力。难点是平衡状态的判断,答题时应注意平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。

练习册系列答案
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近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)在2升的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:

t(℃)
750
850
1000
CO%
0.7
2/3
0.5
 
1000℃时该反应的平衡常数为___________________。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时反应___________(填“向右进行”、“向左进行”或“处于平衡状态”)。
(2)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为_______________________________。
(3) 目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入
1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________;
②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______________(填序号)
a.可能不变    b.可能减小    c.可能增大   d.不变、减小、增大皆有可能
(4)NaHCO3的水溶液呈碱性,其原因是(用文字叙述)_______________________。常温下,向100mL
0.2mol/LNaHCO3溶液中滴加amol/L的醋酸溶液,当滴加到溶液呈中性时,所用去的醋酸体积刚好也
为100mL,此时醋酸的电离常数为b, 用含b的代数式表示醋酸的浓度a=_____________________。

(15分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4= K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】

实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05mol/L KMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是                                        
(2)利用实验1中数据计算,若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=         
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05 mol/L KMnO4溶液
4
3.0
2.0
2.0
3.0
 
t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是                                    
(4)工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4,则电解时,阳极发生的电极反应为                       ;总方程式为                                           

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