题目内容

(8分)在一定温度下,体积为2 L的密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应:2NO2 (g) (红棕色)N2O4(g) (无色),如图所示。

(1)曲线           (填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。
(2)若升高温度,则v(正)       ,v(逆)       。(填“加快”或“减慢”)。
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=18 mol/(L·min),乙中v(N2O4)=0.2 mol/(L·s),则         中反应更快。
(4)在0到1 min中内用X表示该反应的速率是               ,该反应达限度时,Y的转化率                ,反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为         


解析试题分析:(1)由方程式N2O4(g)2NO2 (g),可知反应中NO2 的物质的量变化较大,则Y表示NO2的物质的量随时间的变化曲线,故答案为:Y;
(2)温度升高,正逆反应速率都增大,故答案为:加快;加快;
(3)甲中v(NO2)=0.3mol?L-1?min-1,乙中v (N2O4)=0.2mol?L-1?min-1,v(NO2)=2v(N2O4)=0.4mol?L-1?min-1
则乙反应较快,故答案为:乙;
(4)
该反应达最大限度时,Y的转化率为:

开始时:n(X)+n(Y)=0.4mol+1mol=1.4mol,
平衡时:n(X)+n(Y)=0.7mol+0.4mol=1.1mol,
在相同条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,
则反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为1.4mol:1.1mol=14:11,
故答案为:0.1mol?(L?min)-1;60%;14:11;。
考点:考查物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学反应速率的影响因素、化学平衡有关计算等相关知识。

练习册系列答案
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(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              
⑵已知:
① E-E→2E  ?H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A  ?H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E ?H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式                                   
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)  ?H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验



初始投料
2 mol A2、1 mol BC
1 mol X
4 mol A2、2 mol BC
平衡时n(X)
0.5 mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
1
2
3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)=                 
② 计算该温度下此反应的平衡常数K =                 
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是           (填字母)。
A.α1+α2=1            B.Q1+Q2=Q              C.α3<α1              
D.P3<2P1=2P2         E.n2<n3<1.0 mol           F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。

(15分)已知2A(g)+B(g)2C(g),?H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
⑴比较a     b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1     T2(填“>”、“=”或“<”)。

T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度     (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系     (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是     
A. 4 mol A和2 mol B                   B. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol B                   D. 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是     
A. 及时分离出C气体                B. 适当升高温度
C. 增大B的浓度                    D. 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d     b(填“>”、“=”或“<”),理由是_               
⑹ 在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量     (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。

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