题目
题型:不详难度:来源:
t /℃ | 80 | 100 | 120 |
K | 1.80 | 2.76 | 3.45 |
请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器内混合气体密度不变
B.混合气体中c(NO2)不变
C.0.5mol N2O4分解的同时有1 mol NO2生成
(4)在80℃时,将2.80molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中,一段时间后对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | |
n(N2O4) | 2.80 | A | 2.00 | c | d | 1.60 |
n(NO2) | 0 | 0.96 | b | 2.08 | 2.40 | 2.40 |
①b的值为 ;
②N2O4的平衡转化率为 ;
③20s~40s内用N2O4表示的平均反应速率υ(N2O4)= 。
答案
(4)①1.60 (2分) ②42.9% 或0.429(2分) ③0.008 mol·L-1·S-1(2分)
解析
试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数表达式K=。
(2)根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大。这说明升高温度平衡向正反应方向移动,因此正方应是吸热反应。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,据此可以判断。A、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此密度始终是不变,所以容器内混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态,A不正确;B、混合气体中c(NO2)不变可以说明反应得到平衡状态,B正确;C、根据反应式可知,0.5mol N2O4分解的同时一定有1 mol NO2生成,所以不能说明反应达到平衡状态,C不正确,答案选B。
(4)①根据表中数据可知,反应进行到20s时NO2的物质的量是0.96mol所以消耗N2O4的物质的量是0.96mol÷2=0.48mol,则剩余N2O4的物质的量=2.80mol-0.48mol=2.32mol,即A=2.32mol。从20s进行到40s消耗N2O4的物质的量=2.32mol-2.00mol=0.32mol,所以生成NO2的物质的量=0.32mol×2=0.64mol,则b=0.96mol+0.64mol=1.60mol,即b=1.60mol。
②根据表中数据可知,反应进行到80s时NO2的物质的量不再发生变化,说明反应达到平衡状态,此时消耗N2O4的物质的量=2.40mol÷2=1.20mol,所以N2O4的转化率=×100%=42.9%。
③20s~40s内消耗N2O4的浓度=0.32mol÷2L=0.16mol/L,所以用N2O4表示的平均反应速率υ(N2O4)=0.16mol/L÷20s=0.008 mol·L-1·S-1。
核心考点
试题【在体积固定的密闭容器中,进行如下化学反应:N2O4(g)2NO2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:t /℃80100120K1.802.763.45】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
t/s n/mol | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K= (请注明单位)。
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度升高,混合气体的颜色 (填“变浅”“变深”或“不变”)。
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有 (填序号)。
A.增大N2O4的起始浓度
C.使用高效催化剂
B.向混合气体中通入NO2
D.升高温度
(5)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出(不用计算,定性处理)该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
时间(s) | 0 | 2 | 4 |
c(NO) ( mol·L-1) | 1.00×10-3 | 2.50×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO) ( mol·L-1) | 3.60×10-3 | c’ | 2.70×10-3 |
(1)前4s内的平均反应速率v(NO)= 。c’= 。
(2)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时,上述反应中二氧化碳浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
①该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
②若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡图中画出c(CO2) 在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)在恒容的密闭容器中,上述反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是
A. B. C. D.
(1)根据图上数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为v(CO)= mol/(L·min)-1,该温度下的平衡常数K= 。
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有 (填字母)
A升高温度;B降低温度;C增大压强;D减小压强;E加入催化剂;G移出一氧化碳气体
(3)如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)= mol/L。
(4)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol 的水蒸气,重新达到平衡后,CO的转化率 (填“升高”、“降低”还是“不变”),CO2的质量分数 (填“升高”、“降低”还是“不变”)。
(5)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.13mol/L,则此反应是否处于平衡状态 (填“是”或“否”),若没有处于平衡状态则该反应向 移动。(填“正方向”或“逆方向”)
A.图Ⅰ表示的是t1时刻升高温度对反应速率的影响 |
B.图Ⅱ表示的一定是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响 |
C.图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高 |
D.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高 |
(1)该反应的化学方程式为______________;
(2)反应开始至2 min,用气体Z表示的反应速率为_____;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的________倍;
②若此时将容器的体积缩小为原来的 0.5倍,达到平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
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