题目内容
【题目】80 ℃时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间/s c(mol·L-1) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(N2O4) | 0.20 | a | 0.10 | c | d | e |
c(NO2) | 0.00 | 0.12 | b | 0.22 | 0.22 | 0.22 |
反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。
(1)该反应的化学方程式为______________________________________________。
(2)表中b=______,c______d(填“<”“=”或“>”)。
(3)20 s时,N2O4的浓度为______mol·L-1,0~20 s内N2O4的平均反应速率为________。
(4)该反应的平衡常数表达式K=_____,在80 ℃时该反应的平衡常数K值为________。
(5)在其他条件相同时,该反应的K值越大,表明建立平衡时________。
A.N2O4的转化率越高 B.NO2的产量越大
C.N2O4与NO2的浓度之比越大 D.正反应进行的程度越大
E.所耗时间越少 F.容器内气体压强越大
【答案】N2O4
2NO2 b=0.2mol/L = 0.14 0.003mol·L-1·s-1 K=
0.54 ABDF
【解析】
(1)依据图表数据分析,反应物和生成物分析判断;
(2)40s时N2O4的变化浓度为0.10molL-1,则NO2的变化浓度为0.20molL-1;60s后反应达到平衡状态,反应物或生成物的量不再随时间的变化而变化;
(3)化学平衡的三段式列式计算,结合化学反应速率概念计算0~20s内N2O4的平均反应速率;
(4)依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数表达式,依据80°C平衡状态下结合三段式列式计算平衡浓度计算平衡常数;
(5)根据平衡常数的定义可知,K值越大,生成物浓度越大,反应物浓度越小,则反应正向进行的程度越大,据此答题。
(1)将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,反应的化学方程式为N2O42NO2;
(2)40s时N2O4的变化浓度为0.10molL-1,则NO2的变化浓度为0.20molL-1,则b的值为0.20molL-1;60s后反应达到平衡状态,反应物或生成物的量不再随时间的变化而变化,即c=d;
(3)进行到20S;
N2O4 2NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.12 0.24
20S末(mol) 0.28 0.24
20s时,N2O4的浓度=
=0.14mol/L;0~20s内N2O4的平均反应速率=
=0.003mol·L-1·s-1;
(4)N2O42NO2,平衡常数K=
;
80°C平衡状态就是反应达到60S时的状态,平衡浓度c(NO2)=0.22mol/L,c(N2O4)=0.09mol/L;平衡常数K=
=
=0.54;
(5)根据平衡常数的定义可知,K值越大,生成物浓度越大,反应物浓度越小,则反应正向进行的程度越大;
A.反应正向进行,K值越大,N2O4的转化率越高,故A正确;
B.反应正向进行,K值越大,NO2的产量越大,故B正确;
C.K值越大,生成物浓度越大,反应物浓度越小,N2O4与NO2的浓度之比越小,故C错误;
D.K值越大,生成物浓度越大,反应物浓度越小,则反应正向进行的程度越大,故D正确;
E.平衡常数与达到平衡所消耗的时间无必然联系,故E错误;
F.恒温恒容条件下,容器内气体压强越大,说明生成的NO2的产量越大,则K值越大,故F正确;
故答案为ABDF。
【题目】下列实验事实与相应结论不正确的是
选项 | 实验事实 | 结论 |
A | 其他条件不变,0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液分别与0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液和0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液反应,后者褪色时间短 | 当其他条件不变时,增大反应物浓度可以使化学反应速率加快 |
B | 其他条件不变,分别将等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3溶液和H2SO4混合液放在冷水和热水中,放在热水中的混合液先出现浑浊 | 当其他条件不变时,反应体系的温度越高,化学反应速率越快 |
C | 将少量MnO2粉末加入盛有10%双氧水的锥形瓶内,在化学反应前后,MnO2的质量和化学性质都没有发生改变 | 催化剂虽然可以加快化学反应的速率,但一定不参与化学反应过程 |
D | 一定条件下,分别在容积为1 L和容积为2 L的两个密闭容器中加入等量的氢气和碘蒸气,发生如下反应:H2(g)+I2(g) | 当其他条件不变时,气态反应体系的压强越大,化学反应速率越快 |
A. A B. B C. C D. D