题目内容
13．在373k时把11.5g N2O4气体通入体积为500ml的真空容器中，立即出现红棕色．反应进行到2 s 时，NO2的含量为0.01 mol．进行到60 s 时达到平衡，此容器内混合气体的密度是氢气密度的28.75倍，则（1）开始2 s内以N2O4表示的化学反应速率为多少？
（2）达到平衡时，体系的压强为开始的多少倍？
（3）达到平衡时，体系中N2O4的物质的量为多少？
（4）N2O4的平衡转化率为多少？
分析 11.5g N2O4气体物质的量=$\frac{11.5g}{92g/mol}$=0.125mol，
（1）由N2O4?2NO2，反应进行到2s时，NO2含量为0.01mol，则N2O4减少0.005mol，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
（2）60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则混合气体的平均摩尔质量为28.75×2=57.5g/mol，
N2O4?2NO2，
开始0.125 0
转化 x 2x
平衡0.125-x 2x
则：$\frac{92g/mol×（0.125mol-x）mol+46g/nol×2xmol}{0.125mol-x+2x}$=57.5g/mol，
解得x=0.075mol，根据压强之比等于物质的量之比计算；
（3）根据（2）可知平衡时体系中N2O4的物质的量；
（4）根据转化率=$\frac{反应消耗的物质的量}{反应前总物质的量}$×100%计算．
解答 解：11.5g N2O4气体物质的量=$\frac{11.5g}{92g/mol}$=0.125mol，
（1）由N2O4?2NO2，反应进行到2s时，NO2含量为0.01mol，则N2O4减少0.005mol，由v=$\frac{\frac{0.005\\;mol}{0.5L}}{2s}$=0.005 mol•L-1•s-1，
答：开始2s内以N2O4表示的反应速率为0.005 mol•L-1•s-1；
（2）60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍，则混合气体的平均摩尔质量为28.75×2=57.5g/mol，
N2O4 ?2NO2，
开始（mol）0.125 0
转化（mol） x 2x
平衡（mol）0.125-x 2x
则$\frac{92g/mol×（0.125mol-x）mol+46g/nol×2xmol}{0.125mol-x+2x}$=57.5g/mol，
解得：x=0.075mol，
开始总物质的量为0.125mol，平衡时总物质的量为0.125+0.075=0.2mol，
由压强之比等于物质的量之比可知，达平衡时体系的压强是开始时的$\frac{0.2mol}{0.125mol}$=1.6倍，
答：达平衡时体系的压强是开始时的1.6倍；
（3）由（2）的计算可知，达到平衡时，体系中N2O4的物质的量为：0.125mol-0.075mol=0.05mol，
答：达到平衡时，体系中N2O4的物质的量为0.05mol；
（4）则N2O4的平衡转化率为：$\frac{0.075mol}{0.125mol}$×100%=60%，
答：N2O4的平衡转化率为60%．
点评 本题考查化学平衡及化学反应速率的计算，题目难度中等，明确信息中的平均摩尔质量的计算是解答的关键，并熟悉化学反应速率的计算式及化学平衡三段法计算即可解答．
短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是（ ）| A． | 最简单气态氢化物的热稳定性：Y＞X＞W＞Z | |
| B． | 最高价氧化物对应的水化物的酸性：X＞W＞Z | |
| C． | 原子半径：W＞Z＞Y＞X | |
| D． | 元素X、Z、W的最高正价分别与其主族序数相等 |
| A． | 酸式盐的水溶液一定显酸性 | |
| B． | 只要酸与碱的物质的量浓度和体积分别相等，它们反应后的溶液就呈中性 | |
| C． | 纯水呈中性是因为水中c（H+）和c（OH-）相等 | |
| D． | NaHCO3与Na2SO4溶液的混合溶液呈中性 |
| 化学反应 | 反应热 | 平衡常数（850℃） |
| ①CO （g）+2H2 （g）═CH3 OH（g） | △H1=-90.8kj/mol | k1=160（mol/L）-2 |
| ②CO2 （g）+H2 （g）═CO （g）+H2 O（g） | △H2=-41.2kj/mol | K2 |
| ③3H2 （g）+CO2 （g）═H2 O（g）+CH3 OH（g）△H 3 | △H3 | K3=160（mol/L）-2 |
（2）850℃时，在密闭容器中进行反应③开始时只加入CO2、H2，反应10min后测得各组分的浓度如表
| 物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
| 浓度（mol/L） | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |
②比较正逆反应的速率的大小：v正＞v逆（填“＞、＜或=”）
③反应达到平衡后，保持其他条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡正向 （填“逆向”、“正向”或“不”），平衡常数 K3不变（填“增大”“减小”“不变”）．如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
（3）由CO合成甲醇时，CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如图2所示，则曲线 c 所表示的温度为350℃．实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．
（4）以下有关该反应的说法正确的是AD（填序号）．
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H2 的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3 OH的产率
D．某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol•L- 1，则CO的转化率为80%
Ⅰ、CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气（COCl2）．某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2，在催化剂的作用下发生反应：CO（g）+Cl2（g）?COCl2（g）反应过程中测定的部分数据如下表：
| t/min | n（CO）/mol | n（Cl2）/mol |
| 0 | 1.20 | 0.6 |
| 1 | 0.90 | |
| 2 | 0.80 | |
| 4 | 0.20 |
（2）上表是T℃时，CO和Cl2的物质的量浓度随时间（t）的变化情况，用COCl2表示2min内的反应速率v（COCl2）=0.1mol/（L．min）．该温度下的平衡常数K=5．
（3）在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molCl2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图1所示．
①下列说法能判断该反应达到化学平衡的是BD（填字母序号）．
A．Cl2的消耗速率等于COCl2的生成速率
B．Cl2的体积分数不变
C．Cl2的转化率和CO的转化率相等
D．混合气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小：P（A）＜P（B）（填“＞”、“＜”或“=”）
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L．如果反应开始时仍充入10molCO和20molCl2，则在平衡状态B时容器的体积为4L．
Ⅱ．甲醇是一种重要的化工原料，查资料，甲醇的制取可用以下两种方法：
（1）可用CO和H2制取甲醇：
已知CO、CH3OH和H2的燃烧分别是283kJ/mol、726.83kJ/mol、285.2kJ/mol写出由 CO和H2制取甲醇的热化学方程式CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l），△H=-126.57kJ/mol．
（2）用电化学法制取：
某模拟植物光合作用的电化学装置如图2，该装置能将H2O和CO2转化为O2和甲醇（CH3OH）
①该装置工作时H+向b区移动（填“a”或“b”）
②b极上的电极反应式为6H++CO2+6e-=CH3OH+H2O．
