题目内容

在一定温度下,体积为2L的密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应:
2NO2(g)(红棕色)═N2O4(g)(无色),如图所示.
(1)曲线
 
 (填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线.
(2)若升高温度,则v(正)
 
,v(逆)
 
.(填“加快”或“减慢”).
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=18mol/(L?min),乙中v(N2O4)=0.2mol/(L?s),则
 
中反应更快.
(4)在0到1min中内用X表示该反应的速率是
 
,该反应达限度时,Y的转化率
 
,反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为
 

(5)若反应达平衡状态时再升高温度,容器内混合气体颜色加深,则正反应是
 
 反应.(填“放热”或“吸热”.已知:降低温度有利于放热反应)
考点:化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)根据物质的量的变化量之比等于计量数之比分析;
(2)根据温度对反应速率的影响分析;
(3)根据反应速率之比等于化学计量数之比比较;
(4)根据v=
△C
△t
计算反应速率,结合图象计算相关物理量;
(5)根据升高温度,平衡向吸热方向移动来判断.
解答: 解:(1)由方程式N2O4(g)?2NO2 (g),可知反应中NO2 的物质的量变化较大,则Y表示NO2的物质的量随时间的变化曲线,故答案为:Y;
(2)温度升高,正逆反应速率都增大,故答案为:加快;加快;
(3)甲中v(NO2)=18mol/(L?min),乙中v (N2O4)=0.2mol?L-1?min-1,v(NO2)=2v(N2O4)=0.4mol?L-1?s-1=24mol/(L?min),则乙反应较快,
故答案为:乙;
(4)v(X)=
0.7mol-0.4mol
2L
1min
=0.15mol?(L?min)-1
该反应达最大限度时,Y的转化率为:
1mol-0.4mol
1mol
×100%=60%,
开始时:n(X)+n(Y)=0.4mol+1mol=1.4mol,
平衡时:n(X)+n(Y)=0.7mol+0.4mol=1.1mol,
在相同条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,
则反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为1.4mol:1.1mol=14:11,
故答案为:0.1mol?(L?min)-1;60%;14:11;
(5)根据升高温度,平衡向吸热方向移动即容器内混合气体颜色加深的方向为吸热方向,所以正反应为放热反应,故答案:放热.
点评:本题考查较为综合,题目难度中等,注意把握化学反应速率以及化学平衡的基本知识即可解答该题.
练习册系列答案
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汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,其主要有害成分是CO、氮氧化物(NOx)等.

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(2)汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如图2.
①NO与CO混存时,相互反应的化学方程式为
 

②1000K,
n(NO)
n(CO)
=5:4时,NO的转化率为75%,则CO的转化率约为
 

③由于
n(NO)
n(CO)
在实际过程中是不断变化的,保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在
 
K之间.
(3)汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化.已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池,其原理如图3.
①图中石墨Ⅱ为电池的
 
极.
②在该电池使用过程中,石墨I电极上的产物是氧化物Y,其电极反应式为
 

(4)甲醇也可用于燃料电池.工业上采用反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0合成甲醇.
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②某高温下,将6molCO2和8mol H2充入2L密闭容器中发生反应,达到平衡后测得c(CO2)=2.0mol?L-1,则该温度下反应的平衡常数值为
 

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