题目内容

【题目】随着我国对环境问题的重视,碳、氮及其化合物的研究备受关注。

已知:Ⅰ ;

Ⅱ ;

Ⅲ .

请回答下列问题:

(1)________。

(2)一定温度下,向刚性容器中充入和足量,发生上述反应,部分物质的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。

已知曲线a代表的浓度变化,曲线b代表NO的浓度变化,则曲线c代表________的浓度变化。

该刚性容器的容积为________;内,的消耗速率________。

该条件下,反应Ⅰ和反应Ⅱ中活化能较大的是________填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”,原因为________。

该温度下,反应Ⅲ的化学平衡常数Ⅲ________。

(3)若其他条件不变,将恒温容器改为绝热容器,再次达到平衡后,与原平衡相比,CO的体积分数________填“增大”“减小”或“不变”,原因为________。

【答案】 反应Ⅱ 反应I的反应速率较快 增大 反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应,则绝热容器平衡时的温度高于恒容容器平衡时的温度,导致反应Ⅲ的平衡逆向移动

【解析】

结合已知热化学方程式,根据盖斯定律进行计算;

根据化学反应前后元素守恒进行分析;

已知物质的量和浓度可求体积,根据计算反应速率;

由图可知,开始时NO和CO的生成速率较快,反应速率越快,活化能越小;

根据元素守恒计算反应Ⅲ平衡时各物质的平衡浓度,进入计算该温度下,反应Ⅲ的化学平衡常数;

反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应,则绝热容器平衡时的温度高于恒容容器平衡时的温度,升温平衡逆向移动,据此分析。

根据盖斯定律,反应Ⅲ反应Ⅱ反应,则;故答案为:;

根据化学方程式及图中信息可知,反应I和反应Ⅱ在第时完全反应,且只有反应Ⅲ为可逆反应。根据化学方程式可知,参与反应的和C的物质的量之比为,结合元素守恒可知,最终平衡体系的气体中碳元素和氮元素的物质的量浓度均为,其中和的物质的量浓度相等,均为,则的物质的量浓度为,所以曲线c代表的浓度变化;故答案为:;

向刚性容器中充入的的物质的量为,起始浓度为,所以刚性容器的容积为;内,的消耗速率;故答案为:;;

由图可知,开始时NO和CO的生成速率较快,说明反应I的速率大于反应Ⅱ,说明反应I的活化能较小,所以该条件下,反应Ⅱ的活化能较大;故答案为:反应Ⅱ;反应I的反应速率较快;

根据元素守恒可知,气态碳元素、氮元素的总浓度均为,和的物质的量相等,故的物质的量的2倍等于的物质的量,则反应Ⅲ平衡时各物质的平衡浓度如下单位:,c(CO)=c(NO)=0.1mol/L,c(N2)=0.45mol/L,c(CO2)= 0.9mol/L,所以该温度下,反应Ⅲ的化学平衡常数;故答案为:3645;

反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应,则绝热容器平衡时的温度高于恒容容器平衡时的温度,导致反应Ⅲ相对于原平衡逆向移动,CO的体积分数增大;故答案为:增大;反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应,则绝热容器平衡时的温度高于恒容容器平衡时的温度,导致反应Ⅲ的平衡逆向移动。

练习册系列答案
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【答案】D

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点睛:分析电解反应的原理,在两极析出什么物质(固体或气体),相当于什么物质脱离反应体系,根据元素守恒和原子比例,加入对应的物质,即可使溶液完全复原。

【题型】单选题
【结束】
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