题目内容

(8分)(2011·扬州调研)在2 L密闭容器中反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在850℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题:

(1)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,得出的下列结论中正确的是(  )

A.实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是:反应容器的体积缩小了

B.实验Ⅱ和实验Ⅰ相比,可能隐含的反应条件是:使用效率更高的催化剂

C.实验Ⅰ条件下该反应的平衡常数大于实验Ⅲ条件下该反应的平衡常数

D.对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,该反应是吸热反应

(2)若实验Ⅰ中NO2的起始浓度改为1.2 mol·L-1,其他条件不变,则达到平衡时所需用的时间________40 min(填“大于”、“等于”或“小于”),NO2的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)若实验Ⅰ中达平衡后,再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1 ∶1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),则平衡将________移动,新平衡状态时NO2的物质的量浓度为________mol·L-1。

(4)若将实验Ⅲ所得的平衡混合气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的空气________L。(设空气中N2与O2体积比4 ∶1)

 

【答案】

(1)BD (2)小于 减小 (3)不  1.0 (4)56

【解析】(1)Ⅱ比Ⅰ达到平衡所需时间短,是因为使用了催化剂。而Ⅰ的平衡浓度大于Ⅲ的,则K1<K3,而温度升高NO2转化率增加,因而该反应为吸热反应。

(2)增大反应物浓度,反应速率加快,NO2转化率降低。

(3)由平衡常数可知,K=因为c(NO)=c(NO2),而c(O2)没变,平衡不移动。

(4)Ⅲ的平衡混合气体就相当于起始2 mol NO2气体所需V空气=5V(O2)=5×V(NO2)=5××2×22.4 L=56 L。

 

练习册系列答案
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(8分)(2011·苏北四市调研)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,反应为:

C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3 kJ·mol-1,

ΔS=+133.7 J·(K·mol)-1

①该反应能否自发进行与________有关;

②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)。

a.容器中的压强不变

b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

c.v正(CO)=v逆(H2O)

d.c(CO)=c(H2)

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验

组

温度/

℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所

需时间/min

H2O

CO

H2

CO2

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1中以v(H2)表示的反应速率为_________________________________________。

②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是________(用含a、b的数学式表示)。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。

a.升高温度

b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离出来

d.再充入1 mol CO2和3 mol H2

 

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