题目内容

11．在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：                       
（1）根据图象，计算从反应开始到平衡时，用NH3表示的平均反应速率v（NH3）=0.025mol•L-1•min-1．  
（2）该反应达到平衡时N2的转化率为50%．  
（3）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，仅改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为a（填序号）．   
a．0.20mol•L-1   b．0.12mol•L-1   c．0.10mol•L-1  d．0.08mol•L-1   
（4）判断该反应达到平衡状态的标志是bcd（填字母）；
a．N2和NH3浓度相等         b．NH3百分含量保持不变  c．容器中气体的压强不变
d．NH3和H2的生成速率之比为2：3      e．容器中混合气体的密度保持不变
（5）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡向正反应方向移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）． 
（6）在第5min末将容器的体积缩小一半后，若在8min末达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol•L-1），请在图中画出第5min末到9min时NH3浓度的变化曲线．

分析 （1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，依据反应速率概念计算反应速率；
（2）由N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，以此计算转化率；
（3））△H＜0，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，但反应物不能完全反应；
（4）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
（5）容器的体积缩小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
（6）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，瞬间氨气的浓度变为原平衡的2倍，压强增大，平衡正向移动，氨气的浓度增大，在第8分钟末达到新的平衡时NH3的浓度约为0.25mol•L-1．

解答 解：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，其反应速率为$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol•L-1•min-1，
故答案为：0.025 mol•L-1•min-1；
 （2）由N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，所以氮气的转化率为=$\frac{0.1mol}{0.2mol}$×100%=50%，
故答案为：50%；
（3））△H＜0，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，但反应物不能完全反应，
所以0＜c（NH3）＜0.2mol/L，即NH3的物质的量浓度不可能为0.2mol/L；
故答案为：a；
（4）a．N2和NH3浓度关系与氮气的转化率有关，平衡时不一定相等，故a错误；
b．NH3百分含量保持不变，说明反应到达平衡，故b正确；
c．随反应进行，混合气体物质的量减小，恒温恒容下气体压强减小，容器中气体的压强不变，说明反应到达平衡，故c正确；
d．NH3和H2的生成速率之比为2：3，可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故d正确；
e．混合气体总质量不变，容器容积不变，容器中混合气体的密度始终保持不变，故e错误，
故选：bcd；
（5）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半压强增大，平衡向气体体积间隙性的方向进行，平衡正向进行，
故答案为：向正反应方向；
（6）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，瞬间氨气浓度为0.40mol/L，压强增大，平衡正向移动，氨气的浓度增大，在第8分钟末达到新的平衡时NH3的浓度约为0.50mol•L-1，第5分钟末到平衡时NH3浓度的变化曲线图象为：，
故答案为：．

点评 本题考查化学平衡的计算与影响因素、化学平衡图象、平衡平衡状态判断、化学平衡的建立等，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，（6）中作图注意缩小体积瞬间，氨气浓度变为原来的2倍．

练习册系列答案
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8．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇．已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：
化学反应平衡
常数		温度/℃
500800
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）K12.50.15
②H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）K21.02.50
③3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）K3
（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=K1•K2（用K1、K2表示）．500℃时测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol•L-1）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正＞v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）对于反应③，在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是BC
A．n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1
B．容器内压强保持不变
C．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1
D．容器内的密度保持不变．
9．下列有关金属钠的说法正确的是（　　）
A．钠在空气中燃烧生成氧化钠
B．将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，水溶液变为红色
C．将一小块钠放在CuSO4溶液中发生反应离子方程式：2Na+Cu2+═2Na++Cu
D．将4.6gNa投入到95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%
6．在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体M和3mol气体N混合，发生如下反应：2M（g）+3N（g）?x Q（g）+3R（g），经2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L．求：
（1）用气体M来表示该反应的化学反应速率是多少？
（2）N的转化率是多少？
（3）平衡时气体Q所占的体积分数为多少？
（4）x等于多少？
6．已知：I2+2S2O32═S4O62-+2I-．相关物质的溶度积常数见下表：
物质Cu（OH）2Fe（OH）3CuClCuI
Ksp2.2×10-202.6×10-391.7×10-71.3×10-12
（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体，加入Cu（OH）2、CuO、CuCO3或Cu2（OH）2CO3，（填化学式）调至pH=4，使溶液中的Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，此时溶液中的c（Fe3+）=2.6×10-9mol/L．过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2•2H2O晶体．
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①CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I-═2CuI↓+I2．
②该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为95%．
16．还原沉淀法是处理含铬（含Cr2O72-和CrO42-）工业废水的常用方法，过程如下：
CrO42-$→_{①转化}^{H+}$Cr2O72-$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr3+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）3↓
已知转化过程中的反应为2CrO42-（aq）+2H+（aq）═Cr2O72-（aq）+H2O（l）．转化后所得溶液中铬元素的含量为28.6g/L，CrO42-有10/11转化为Cr2O72-，下列说法不正确的是（　　）
A．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态
B．若用绿矾（FeSO4•7H2O）作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4 g
C．常温下转化反应的平衡常数K=l×1014．则转化后所得溶液的pH=6
D．常温下Ksp[Cr（OH）3]=1×10-32，要使处理后废水中的c（Cr3+ ）降至1×10-5mol/L，应调溶液的pH=5
3．烟气中含有SO2等大量有害物质，烟气除硫的方法有很多，其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下
Ⅰ．CaCO3（s）?CO2（g）+CaO（s）△H=+178.2kJ/mol
Ⅱ．SO2（g）+CaO（s）?CaSO3（s）△H=-402kJ/mol
Ⅲ.2CaSO3（s）+O2（s）+4H2O（l）?2[CaSO4•2H2O]（s）△H=-234.2kJ/mol
（1）试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成的石灰膏的热化学反应方程式2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）+4H2O（l）=2[CaSO4•2H2O]（s）+2CO2△H=-681.8kJ/mol
（2）反应Ⅱ为烟气除硫的关键，取相同用量的反应物在3个不同的容器中进行反应
A．容器保持恒温恒压  B．容器保持恒温恒容  C．容器保持恒容绝热，且初始时3个容器的容积和温度均相同，下列说法正确的是ad
a．3个容器中SO2的平均转化率的大小顺序：aA＞aB＞aC
b．当A容器内气体的平均摩尔质量不变时说明该反应处于化学平衡状态
c．A，B两个容器达到平衡所用的时间tA＞tB
d．当C容器内平衡常数不变时，说明该反应处于化学平衡状态
（3）依据反应Ⅱ来除硫，将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中，测得不同温度下容器内SO2的质量如下表：
 时间/min

SO2质量/10-3g
温度/℃		 0 20 40 60 80 100 120
 T1 2100 1052 540 199 8.7 0.06 0.06
 T2 2100 869 242 x x x x
①在T1温度下，计算20-40min内SO2的反应速率2×10-5mol/（L．min）
②若其它条件都相同，则T1＜T2（填“＞”或“＜”“=”下同）：x＞0.06
③在T2温度下，若平衡后将容器的容积压缩为10L，则新平衡时SO2的浓度=原平衡时SO2的浓度（填“＞”“＜”或“=”），理由是该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）}$，温度不变，平衡常数不变，所以浓度相等．．
20．一定温度下，在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
各容器中起始物质的量与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示：
 容器 温度/℃ 起始物质的量/mol
 NO（g） CO（g）
 甲 T1 0.20 0.20
 乙 T1 0.30 0.30
 丙 T2 0.20 0.20
下列说法正确的是（　　）
A．该反应的正反应为吸热反应
B．达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的小
C．T1℃时，若起始时向甲中充入0.40molNO、0.40molCO、0.40molN2和0.40molCO2，则反应达到新平衡前v（正）＜v（逆）
D．T2℃时，若起始时向丙中充入0.06molN2和0.12molCO2，则达平衡时N2的转化率大于40%
1．在下列溶液中通入CO2气体至过量，原溶液最终出现浑浊状态的是（　　）
A．澄清石灰水B．氢氧化钡溶液C．氯化钙溶液D．饱和碳酸钠溶液

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