Question

（1）在1L密闭容器内，800℃时发生反应：2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）△H＜0，容器内各物质的浓度变化如图1所示．
①图1中能够表示NO₂的浓度变化曲线是

 

．
②能说明该反应已达到平衡状态的是

 

．
a．v_消耗（NO）=v_生成（NO₂）
b．容器内混合气体的密度保持不变
c．容器内混合气体的平均相对分子质置保持不变
d．容器内c（NO）：c（O₂）保持不变
e．容器内氧气体积分数保持不变
（2）在一定体积的密闭容器中有反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）．
①某温度下，该反应平衡时浓度关系为3c（CO₂）．c（H₂）=5c（CO）．c（H₂O），则此时的平衡常数K=

 

．
②830℃时，其平衡常数K=l．向该容器中加入1LCO₂与1LH₂，达到平衡时CO的体积分数是

 

．
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化荆条件下生成不同产物（如图2）：
4NH₃+5O₂4?4NO+6H₂O，4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O温度较低时以生成

 

为主，温度高于900℃时，N0产量下降的原因是

 

．
（4）向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体，在一定强度下发生如下反应：2X（g）?Y（g）+3Z（g），经5min后反应达到平衡，此对测得容器内的压强为起始时的1.2倍：若保持温度和体积不变，起始时加X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol，当达到平衡时仍与原平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围应该为

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据反应方程式2NO（g）+O₂（g）?2N0₂可知，反应无论完全从左边还是右边反应，生成物的物质的量不可能超过反应物，所以曲线a是错误的，然后根据曲线bcd的变化判断能够表示NO₂的浓度变化曲线；
②若该反应达到了平衡状态，则一定满足正逆反应速率相等，反应体系中各组分的浓度不再变化，据此进行判断；
（2）①根据平衡常数的表达式及3c（CO₂）．c（H₂）=5c（CO）．c（H₂O）计算出该反应在该温度下的平衡常数；
②设达到平衡时消耗二氧化碳的体积为x，列出化学平衡的三段式，根据平衡常数K=1计算出x，然后计算出平衡时CO的体积分数；
（3）根据图象可知温度低时生成氮气，温度高时生成NO，但该反应为放热反应，则温度高于900℃时，NO产率下降；
（4）根据等效平衡，起始时维持化学反应向逆反应方向进行，说明c的数值大于达到平衡时Z的浓度，据此进行分析．

解答： 解：（1）①根据反应2NO（g）+O₂（g）?2N0₂可知，图象中曲线a一定不满足可逆反应特点，即曲线a不能表示NO、O₂和N0₂，则bcd表示的是该可逆反应中物质的量变化，由于c、d曲线中表示的物质的物质的量都减小，b曲线物质的量从0开始，直至达到最大，说明c、d为反应物，b为生成物N0₂，
故答案为：b；
②a．v_消耗（NO）=v_生成（NO₂）：表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故a错误；
b．容器内混合气体的密度保持不变：该反应中气体的体积不变、质量不变，根据ρ=

m

V

可知，气体的密度始终不变，故b错误；
c．该反应是气体体积缩小的反应，反应达到平衡状态前气体的物质的量始终不变，则气体的平均摩尔质量也发生变化，当容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明达到了平衡状态，故c正确；
d．容器内c（NO）：c（O₂）保持不变，当加入的NO和氧气的物质的量为2：1时，无论是否达到平衡状态，二者浓度之比始终不变，无法判断是否达到平衡状态，故d错误；
e．容器内氧气体积分数保持不变，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到了平衡状态，故e正确；
故答案为：ce；
（2）①在一定体积的密闭容器中有反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），该反应的平衡常数为：K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2O)

，
某温度下，该反应平衡时浓度关系为3c（CO₂）．c（H₂）=5c（CO）．c（H₂O），则该反应的平衡常数K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2O)

=

3

5

=0.6，
故答案为：0.6；
②设达到平衡时CO₂的体积消耗了xL，则：
        H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
开始L）：1       1    　 0   　   0
变化（L）：x       x     　x　　　　 x
平衡（L）：1-x    1-x      x        x   　　　
K=

x×x

(1-x)(1-x)

=1，
解得x=0.5，
达到平衡时生成CO的体积为0.5L，
该反应前后气体总体积不变，所以反应后气体体积仍然为2L，
所以达到平衡时CO的体积分数为：

0.5L

2L

×100%=20%，
故答案为：20%；
（3）根据图象可知温度低时生成氮气，温度高时生成NO，但该反应为放热反应，则温度高于900℃时，NO产率下降，
故答案为：N₂；氨气氧化生成NO的反应是放热反应，升高温度转化率下降；
（4）容器内的压强与气体的物质的量成正比，容器内的压强为起始时的1.2倍，反应后的气体物质的量为：3mol×1.2mol=3.6mol，增加了0.6mol，
根据反应方程式，利用物质的量差计算：2X（g）?Y（g）+3Z（g） 物质的量变化△n
                                 2       1      3                2
                              0.3mol          0.9mol           0.6mol
容器容积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol，达到平衡时仍与原平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，说明生成物Z浓度大于达到平衡时0.9mol；
将3molX气体按照化学计量数全部转化为Z，c有最大值，最大值为4.5mol，所以c的范围为：0.9＜c≤4.5，
故答案为：0.9＜c≤4.5．

点评：本题考查了化学平衡的计算、等效平衡的判断及应用、化学平衡的影响因素及平衡状态的判断，题目难度较大，试题涉及的知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．