题目内容
【题目】汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g)+2NO2(g)
4CO2(g)+N2(g)ΔH=-1 200 kJ·mol-1。在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示:
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(1)0~10 min内该反应的平均速率v(CO)=________,从11 min起其他条件不变,压缩容器的容积变为1 L,则c(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。
(2)恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.容器内混合气体密度保持不变
(3)写出该反应平衡常数表达式:______,增大压强平衡______(填“正向”“不”“逆向”)移动,平衡常数______(填“增大”“减小”“不变”)。
(4)对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是_______(填序号)。
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【答案】0.06mol·L-1·min-1 b CD K=c4(CO2)c(N2)/c4(CO)c(NO2) 正向 不变 乙
【解析】
(1)由方程式的系数可知:V(CO)=2V(NO2)=2×
=0.06 mol·L-1·min-1; 从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,压强增大,平衡正向进行,压缩瞬间NO2物质的量不变,其浓度变为原来的2倍,随平衡正向进行,NO2物质的量浓度减小,b曲线符合c(NO2)的变化趋势;故答案为:0.06mol·L-1·min-1;b ;
(2)A.容器内混合气体颜色不再变化,说明二氧化氮的浓度不变,反应达平衡状态;
B.容器内的压强保持不变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态;
C.当v逆(NO2)=2v正(N2)时,能说明正逆反应速率相等;而2v逆(NO2)=v正(N2)时,可逆反应的正逆反应速率并不相等 ,反应此时未达平衡状态;
D.在恒容条件下容器内混合气体密度并不随反应的进行而发生改变,则容器内混合气体的密度不变并不能说明反应处于平衡状态;
故答案为:CD;
(3)由平衡常数的定义式可得该反应平衡常数的表达式为:K=c4(CO2)·c(N2)/c4(CO)·c(NO2);增大压强平衡向气体分子数目减小的方向发生移动,则平衡向正反应方向移动;温度不变,平衡常数不变,故此时平衡常数不变;故答案为:c4(CO2)·c(N2)/c4(CO)·c(NO2);正向;不变;
(4)甲.该反应为放热反应,升高温度,正逆反应速率均增大,都应该离开原来的速率点,图象与实际情况不相符,图甲错误;乙.升高温度,反应逆向进行,反应物的转化率减小,反应速率加快,图象与实际反应一致,图乙正确;丙.压强相同时,升高温度,反应逆向移动,一氧化碳的体积分数应该增大,且一氧化碳的体积分数随压强的增大应逐渐减小,图象丙与此不符,图丙错误;故答案为:乙;