题目内容

18．非金属元素氮有多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等．
（1）一定温度下，反应2NO2（g）?N2O4 （g）△S＜0，该反应能自发进行的原因是△H＜0（选填“=”、“＞”、“＜”）
（2）对反应2NO2（g）?N2O4（g），在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是D
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（3）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表数据：
时间（s）020406080
n（NO2）/mol0.40n10.26n3n4
n（N2O4）/mol0.000.05n20.080.08
①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为0.0025mol•（L•s）-1．
②2NO2（g）?N2O4（g）该反应的平衡常数K的值为2.8；若100℃时的某时刻测得c（NO2）=1.00mol/L，c（N2O4）=0.20mol/L，则该时刻的v正＞v逆（填“＞”、“＜”或“=”），升高温度后，反应2NO2?N2O4的平衡常数K将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是0.10mol•L-1．

分析 （1）反应能自发进行，则△H-T△S＜0，△S＜0时，必须△H＜0；
（2）N2O4（g）═2NO2（g）△H=+57kJ•mol-1，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数减小．
a、A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
b、根据B，C两点平衡体系中NO2的体积分数相等来判断，据此判断；
c、增大压强平衡向逆反应进行，向逆反应进行是减小由于压强增大导致浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大；
d、压强相同，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，A点NO2的体积分数大；
（3）①根据v=$\frac{△c}{△t}$来计算v（N2O4），利用速率之比等于化学计量数之比计算v（NO2）；
②计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行分析，据此判断正逆速率大小；
反应2NO2?N2O4是放热反应，温度升高，平衡体系向着吸热的方向进行，判断K的变化情况；
③该容器只充入的是N2O4气体，恒温恒容下，要达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数转化应得到0.4mol的NO2，据此计算N2O4的起始浓度．

解答 解：（1）反应能自发进行，则△H-T△S＜0，△S＜0时，必须△H＜0；故答案为：＜；
（2）A．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故A错误；
B．B，C两点平衡体系中NO2的体积分数相等，气体的平均相对分子质量：B=C，故B错误；
C．由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故C错误；
D．升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1＜T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故D正确；
故选D；
（3）①从反应开始直至20s时，v（NO2）=$\frac{\frac{0.05mol}{2L}}{20s}$=0.00125mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，故v（NO2）=2v（N2O4）=0.0025mol•（L•s）-1，
故答案为：0.0025mol•（L•s）-1；
②0.400mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，
                    2NO2（g）?N2O4（g）
初始浓度：0.2                 0
变化浓度：0.08                 0.04
平衡浓度：0.12                 0.04
K=$\frac{0.04}{0.1{2}^{2}}$≈2.8，此时的浓度商Qc=$\frac{0.2}{{1}^{2}}$=0.2，小于平衡常数2.8，反应向正反应进行，则该时刻的v正＞v逆，
反应2NO2?N2O4是放热反应，温度升高，平衡体系向着吸热的方向进行，平衡常数K减小
故答案为：＞；减小；
③该容器只充入的是N2O4气体，恒温恒容下，要达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数转化应得到0.4mol的NO2，故起始充入的N2O4气体物质的量为0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol，N2O4的起始浓度是 $\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol•L-1，
故答案为：0.1．

点评 本题考查化学平衡图象、化学影响因素与计算、反应速率计算、化学平衡常数等，题目较为综合，难度中等，（2）②注意平衡常数的应用．

练习册系列答案
相关题目
9．关于1mol•L-1的硫酸溶液的下列叙述中，不正确的是（　　）
A．1 L该溶液中含溶质98 g
B．从10 mL该溶液中取出5 mL后，剩余溶液的浓度不变
C．将4.9 g浓硫酸加入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中充分溶解就可配得该浓度的硫酸溶液
D．该浓度的硫酸具有酸的通性
10．配制一定物质的量浓度溶液时，会导致所配溶液浓度偏大的操作是（　　）
A．在用蒸馏水洗涤烧杯时，洗液未全部注入容量瓶中
B．用量筒量取浓硫酸时，俯视刻度线
C．用来配制溶液的容量瓶用蒸馏水洗涤后未进行干燥处理
D．定容时俯视刻度线
6．2015年九月末爆发的德国大众柴油车尾气排放作弊事件引起了公众的关注．柴油车尾气中常含有大量氮氧化物，通常会采用喷射尿素溶液的方法，将有毒的氮氧化物还原成无污染的物质．大众选择了一种违规做法，即在客户平时用车时不开启喷射尿素的尾气后处理系统，而是通过软件让这一系统只在尾气排放检测时启动
Ⅰ、通过NOx传感器可监测空气的NOx的含量，其工作原理图如图1，写出NiO电极的电极反应式NO+O2--2e-=NO2；

Ⅱ、以CO2与NH3为原料可合成尿素[化学式为CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2 NH4（s）+l59.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）-116.5kJ•mol-1
③H2O（l）=H2O（g）-44.0kJ•mol-1
（1）写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-87.0KJ/mol；
（2）恒温下将0.8molNH3和0.4molCO2放入容积为4L的密闭容器中，反应生成NH2CO2NH4（s），t1时达到平衡．则平衡时CO2的转化率是75%．若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到2L．请画出t1后c（CO2）随时间t变化曲线（如图2）（t2达到新的平衡）．
Ⅲ、尿素在一定温度下可分解生成NH3，NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染．已知：
反应a：4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）
反应b：2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）
反应c：4NH3（g）+6NO2（g）═5N2（g）+3O2（g）+6H2O（l）
（1）相同条件下，反应a在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产物N2的量随时间变化如图3所示．下列说法正确的是CD．
A．该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）＞Ea（B）＞Ea（C）
B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
C．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
（2）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO）：n（O2）：n（NO2）=2：1：2．在其它条件不变时，再充入NO2气体，NO2体积分数变大（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）恒温恒容容器中，反应c达到平衡；若起始投料相同，起始温度和压强相同，若反应在恒温恒压容器中进行，则NH3的转化率将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．
13．如图1所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O（g），进行反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），使甲、乙两容器初始容积相等，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图2所示，请在图2中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象．
3．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、C、D同周期，A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B是短周期元素中原子半径最大的主族元素．试回答下列问题：
（1）A在周期表中的位置是第二周期第 VIA族，D的离子结构示意图．
（2）A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是S2-＞O2-＞Na+．（用离子符号回答）
（3）写出B在空气中燃烧产物的电子式，该产物所含有的化学键类型有离子键、非极性键．
（4）在实验室里，D的单质常用B的最高价氧化物的水化物溶液来吸收，写出该反应的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
10．A、B、C、D、E五种短周期元素（A、B、C、D、E分别代表元素符号），它们的原子序数依次增大；A是元素周期表中原子半径最小的元素；B元素最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$倍；C与E同主族．
请回答下列问题：
（1）X的化学式为NH4NO3，元素D与E形成的酸式盐的电子式：Na+[：$\underset{\stackrel{••}{S}}{••}$：H]-．
（2）元素的非金属性C、E的强弱比较，下列各项中，能说明这一结论的事实有②③（填序号）．
①氢化物H2E的酸性比H2C强
②氢化物H2C的热稳定性比H2E强
③氢化物H2E的水溶液放置在空气中会变浑浊
（3）将由BC和BC2组成的混合气体通入下图所示装置中，用来验证浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强．
已知（ⅰ） 浓硝酸能将气体BC氧化成BC2，而稀硝酸不能氧化BC．
（ⅱ） NaOH溶液与BC2反应的化学方程式为：2NaOH+2BC2═NaBC2+NaBC3+H2O；NaOH溶液与BC气体不反应．
a．装置①、②中盛放的药品依次是H2O、稀HNO3．
b．能够说明实验已成功的现象是装置②中液面上方气体仍为无色，装置③中液面上方气体由无色变为红棕色．
7．运用化学原理研究元素及其化合物的反应有重要意义．
（1）硫酸生产中SO2催化氧化生成SO3的反应为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），反应混合体系中SO3的平衡百分含量和温度的关系如图所示，据此回答下列问题：
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，正反应速率减小（填“增大”“减小”或“不变”）；平衡的移动方向是逆向（填“正向”或“逆向”）．
②温度为T1时反应进行到状态D时，平衡的移动方向是正向（填“正向”或“逆向”）．
（2）工业生产中既要生产合格的产品，又要考虑生产过程的经济效益．
①为了提高成本较高的SO2的利用率，可采取的措施有bce．
a．升高温度                                         b．降低温度          c．增大n（O2）与 n（SO2）之比
d．减小n（O2）与 n（SO2）之比        e．增大压强            f．减小压强
②实际生产中选择的条件是常压下，按n（SO2）与 n（O2）之比为1：1.6投料，简述选择这一条件的理由增大压强对提高SO2转化率无显著影响，且对设备要求更高，导致增加成本，所以SO2的催化氧化采用常压而不是高压；增大氧气浓度从而提高二氧化硫的转化率．
8．下列化学反应中，属于吸热反应的是（　　）
A．木炭燃烧反应B．稀硫酸与烧碱反应
C．生石灰与水反应D．Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl晶体

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网