Question

【题目】Ⅰ.一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行aN(g)bM(g)的放热反应，M、N物质的量随时间的变化曲线如图所示：

（1）此反应的化学方程式中＝______。

（2）t2时两线交叉点__平衡状态(填“是”或“不是”)，v正__v逆(填“＞”“＜” 或“＝”)。

（3）此反应达到平衡时，反应物的转化率为____________。

（4）下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是__________。

①反应中M与N物质的量之比为2∶5；②混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化；③M的转化率达到最大；④如容器为绝热容器，体系内温度不再变化。

II.某温度时，把1 mol N2O4气体通入体积为10 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色[因为发生N2O4(无色) 2NO2(红棕色)的反应]，反应进行4 s时，NO2的浓度为0.04mol·L－1，再经过一段时间后反应达到平衡状态，这时容器内压强为开始时的1.8倍，则

（1）前4 s以N2O4浓度变化表示的平均反应速率为________________。

（2）在4 s末时容器内的压强是开始时的___________倍。

（3）平衡时容器内NO2的浓度是__________________。

Answer 1

【答案】2 不是 ＞ 75% ②③④ 0.005 mol·L－1·s－1 1.2倍 0.16 mol·L－1

【解析】

Ⅰ.(1)化学方程式的系数之比等于各物质的物质的量的变化量之比；

(2)t2时两线交叉点反应物浓度还在减小，生成物在增大，故不是平衡状态，反应在向正向进行，v正＞v逆；

(3)由图可知，N为反应物，N的起始物质的量为8mol，平衡时参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，在结合转化率定义计算；

(4)当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等(同种物质)，各物质的浓度、含量不再改变，以及由此衍生的一些物理量也不变，以此进行判断；

II.(1)根据v=计算二氧化氮的速率，再根据速率之比=计量数之比计算四氧化二氮的速率；

(2)根据n=cV计算4s时NO2的物质的量，结合方程式计算参加反应四氧化二氮的物质的量，进而计算4s时混合气体总物质的量，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比；

(3)恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，据此计算平衡时混合气体总物质的量，根据方程式利用差量法计算消耗的N2O4的物质的量，进而计算NO2的平衡浓度。

Ⅰ.(1)参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，生成的M的物质的量是5mol-2mol=3mol，所以此反应的化学方程式中=2:1；

(2)t2时两线交叉点反应物浓度还在减小，生成物在增大，故不是平衡状态，反应在向正向进行，v正＞v逆；

(3)由图可知，N为反应物，N的起始物质的量为8mol，平衡时参加反应的N的物质的量为8mol-2mol=6mol，故N的转化率为×100%=75%；

(4)①平衡时反应混合物各组分的物质的量不变，但M与N物质的量之比为2：5不一定平衡，故①错误；

②由于a≠b，随反应进行混合气体总物质的量发生变化，混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明到达平衡，故②正确；

③M的转化率达到最大，说明达到限度，达到平衡，故③正确；

④如容器为绝热容器，体系内温度为变量，温度不再变化说明平衡，故④正确；

故答案为：②③④；

II.(1)4s时NO2的浓度为0.04mol/L，则v(NO2)==0.01molL-1s-1，v(N2O4)=×0.01molL-1s-1=0.005molL-1s-1；

(2)4s时NO2的物质的量为10L×0.04mol/L=0.4mol，则参加反应N2O4的物质的量为0.4mol×=0.2mol，故4s时混合气体总物质的量为(1mol-0.2mol)+0.4mol=1.2mol，恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，故4s时容器内的压强为开始时的=1.2倍；

(3)恒温恒容下，气体压强之比等于其物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为1mol×1.8=1.8mol，则：

N2O42NO2 △n

1mol 1mol

0.8mol 1.8mol-1mol=0.8mol

则参与反应的四氧化二氮为0.8mol，生成的N2O4为1.6mol，平衡时容器内NO2的浓度是=0.16molL-1。