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已知:2NO2(g)?N2O4(g);△H<0.在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示.
(1)如图中a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是
 

(2)前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=
 
.反应在第二个平衡点的平衡常数K(2)与第一个平衡点的平衡常数K(1)的关系:K(2)
 
K(1)(填“>”、“=”或“<”).
考点:化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素
专题:
分析:由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线,
①根据图象及物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态;
②根据v=
△c
△t
求得速率,根据影响平衡常数的因素可比较出K(2)、K(1)的大小.
解答: 解:(1)由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线;
①由图可知,10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b、d处于化学平衡状态,故答案为:bd;
②由图可知,前10min内用NO2的物质的量浓度变化了0.4mol/L,故化学反应速率v(NO2)=
0.4mol/L
10min
=0.04mol?L-1?min-1
由于平衡常数只与温度有关,所以当温度不变时,平衡常数不变,故答案为:0.04mol?L-1?min-1;=.
点评:本题考查了平衡状态的判断、反应速率的计算、影响平衡常数的因素等知识,题目难度不大,本题注意从图象判断各种氢化物的种类为解答该题的关键.
练习册系列答案
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(1)脱硝.利用甲烷催化还原NOx
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ?mol-1
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甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
 

(2)脱碳.将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H3

在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应.测得CO2
CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.则0~10min内,氢气的平均反应速率为
 
mol/(L?min);第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO2(g)
和1mol H2O(g),则平衡
 
(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
(3)脱硫.利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2.Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2
得.NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-91:91:19:91
pH8.27.26.2
①由上表判断,NaHSO3溶液显
 
性,用化学平衡原理解释:
 

②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母):
 

a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-
(4)利用如图2所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2
①阳极的电极反应式为
 

②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
 

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