题目内容

6．在恒温恒容条件下，将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中发生反应：N2O4 （g）?2NO2 （g）△H＞0，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示．
（1）该温度时，该反应的平衡常数为0.9．
（2）a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是b、d点．
（3）25min时，增加了0.8molmolNO2（填物质的化学式）使平衡发生了移动．
（4）d点对应NO2的物质的量浓度＜（填“＞”、“＜”或“=”）0.8mol•L-1，理由是NO2的物质的量浓度为0.8mol•L-1时，Q=1.28，大于K，反应应继续向左进行，进一步降低NO2的物质的量浓度．

分析 （1）根据图中的数据计算出平衡时各物质的浓度，再计算平衡常数；
（2）根据图象及物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
（3）c（NO2）瞬间增大，比平衡状态增加了（1-0.6）×2=0.8mol；
（4）假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8mol•L-1，根据Qc=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$与K的关系判断．

解答 解：（1）由题图可知，平衡时c（NO2）=0.6mol•L-1，c（N2O4）=0.4mol•L-1，故该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{0．{6}^{2}}{0.4}$=0.9，
故答案为：0.9；
（2）由图可知，10-25min及30min之后各物质的物质的量浓度不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态，
故答案为：b、d；
（3）利用25min后的物质的浓度变化可知在25min时加入了NO2，其加入的物质的量=（1.0mol•L-1-0.6mol•L-1）×2L=0.8mol；
故答案为：0.8mol； NO2；
（4）假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8mol•L-1，则此时Qc=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{8}^{2}}{0.5}$=1.28＞K=0.9，则平衡要向逆方向移动，使二氧化氮的浓度降低，所以平衡时二氧化氮的浓度小于0.8mol•L-1；
故答案为：＜；NO2的物质的量浓度为0.8 mol•L-1时，Q=1.28，大于K，反应应继续向左进行，进一步降低NO2的物质的量浓度．

点评 本题考查化学反应速率及化学平衡图象，主要涉及反应速率的计算、影响平衡的因素、K的计算及应用等，明确图象中纵横坐标及点、线、面的意义是解答本题的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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18．下列物质在一定条件下可以转化的是（　　）
A．CaCl2$\stackrel{CO_{2}}{→}$CaCO3$\stackrel{高温}{→}$CaOB．Fe$\stackrel{少量Cl_{2}}{→}$FeCl2$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Fe（OH）2
C．Al2O3$\stackrel{NaOH溶液}{→}$NaAlO2$\stackrel{CO_{2}}{→}$Al（OH）3D．SiO2$\stackrel{水}{→}$H2SiO3$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Na2SiO3
19．2012年8月26日，延安高速公路发生特大交通事故，造成36人死亡，3人受伤．起因是由于客车与装有甲醇的罐车相撞．对危险化学品要在包装标签上印有警示性标志．甲醇应选用的标志是（　　）
A．B．C．D．
14．在一定温度下，将2mol A和2mol B两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+B（g）?C（g）+2D（g），2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD．
请填写下列空白：
（1）从反应开始至达到平衡，用D表示的平均反应速率为0.2mol/（L．min）
（2）B的平衡浓度为0.8mol/（L．min），A的转化率为40%
（3）在温度不变时，如果缩小容器体积，平衡体系中混合气体的密度增大、平均相对分子质量不变．（两空均填“增大”、“减少”或“不变”）
1．空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数（AQI），SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物．
（1）一定温度下，向固定体积为2L的密闭容器中充入SO2和NO2各1mol，发生反应SO2（g）+NO2（g）?SO3（g）+NO（g），测得上述反应5min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3：1，则这段时间内SO2的反应速率υ（SO2）=0.075mol/（L•min），此反应在该温度下的平衡常数K=9．
（2）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．今在一容积可变的密闭容器中，充有10mol CO和20mol H2用于合成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：
①上述合成甲醇的反应为放热反应（填“放热”或“吸热”）．
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB＞KC．A、B两点对应的压强大小关系是PA小于PB（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，理论上通过外电路的电子最多为30mol．
11．某校化学小组学生利用右图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并探究固体产物成分（图中夹持及尾气处理装置均已略去）．
Ⅰ（1）装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2↑；
（2）请在图2装置中选择满足如图1虚线框图C的气体收集装置bd；

Ⅱ．停止反应后，待B管冷却后，称量，得到固体质量为28.8g．再向固体中加入过量稀盐酸充分反应，并进行如下实验：

（1）试剂a的化学式是KSCN，试剂b的化学式是NaOH；
（2）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是（用离子方程式表示）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（3）某同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现请对褪色原因进行探究：
①提出假设：假设1：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态；
假设2：SCN-被过量的氯水氧化；
②设计方案：为了对所提出的假设2进行验证，实验方案是取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，如果出现红色，则说明假设2正确，若不变红，则假设2不正确；
（4）计算反应后B装置中铁元素的质量分数为77.8%．
18．在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L真空的密闭容器中，发生如下反应，N2O4═2NO2，每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：?

时间s
浓度mol/L		020406080100
c（N2O4）0.100c10.050c3ab
c（NO2）0.0000.060c20.1200.1200.120
请回答下列问题：?
（1）该反应达到平衡时，四氧化二氮的转化率为60%，表中c2＞c3（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）20s时四氧化二氮的浓度c1=0.070mol/L，在0s～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为0.0015mol/（L•s）．
（3）100℃时，该反应的平衡常数K=0.36mol/L．
（4）若在相同情况下最初向该容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是0.200mol/L．
（5）若在相同情况下向该容器中充入0.2mol四氧化二氮和0.3mol二氧化氮气体，则到达平衡前v（正）＞ v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
15．如图，在左试管中先加入2mL 95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入3mL浓硫酸，再加入2mL乙酸，充分摇匀．在右试管中加入5mL饱和Na2CO3溶液．按图连接好装置，用酒精灯对左试管小火加热3～5min后，改用大火加热，当观察到右试管中有明显现象时停止实验．
（1）写出a试管中主要反应的方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O；           
（2）试管b中观察到的主要现象是溶液分层、油状液体在上层；
（3）加入浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂；
（4）饱和Na2CO3的作用是：吸取乙醇、除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；
（5）在实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一个重要作用是防止倒吸；
（6）反应开始时用酒精灯对左试管小火加热的原因是：加快反应速率，同时防止反应物为来得及反应而挥发损失；（已知乙酸乙酯的沸点为77℃；乙醇的沸点为78.5℃；乙酸的沸点为117.9℃）后改用大火加热的目的是蒸出生成的乙酸乙酯，使可逆反应向右进行．
（7）分离右试管中所得乙酸乙酯和Na2CO3溶液的操作为（只填名称）分液，所需主要仪器为分液漏斗．
16．pH在表示溶液的酸碱性方面有重要的应用，请按要求完成填空
（1）常温下，pH=12的NaOH溶液的其浓度c（NaOH）=10-2mol/L mol/L
（2）常温下，某一元弱酸溶液的pH=1，其浓度＞0.1mol/L（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）常温下，将100mL 0.1mol/L醋酸溶液和50mL 0.2mol/LNaOH溶液均匀混合后，溶液显碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），其原因是CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-；（请用相关的离子方程式作答）
（4）25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸HA与体积为Vb、pH=b的某一元强碱BOH混合恰好中和，且已知Va＜Vb和a=0.5b，则 a的取值范围是3.5＜a＜$\frac{14}{3}$．

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