Question

【題目】Ⅰ.一定溫度下，在容積為V L的密閉容器中進(jìn)行aN(g)bM(g)的放熱反應(yīng)，M、N物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示：

（1）此反應(yīng)的化學(xué)方程式中＝______。

（2）t2時(shí)兩線交叉點(diǎn)__平衡狀態(tài)(填“是”或“不是”)，v正__v逆(填“＞”“＜” 或“＝”)。

（3）此反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為____________。

（4）下列描述能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。

①反應(yīng)中M與N物質(zhì)的量之比為2∶5；②混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化；③M的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大；④如容器為絕熱容器，體系內(nèi)溫度不再變化。

II.某溫度時(shí)，把1 mol N2O4氣體通入體積為10 L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色[因?yàn)榘l(fā)生N2O4(無(wú)色) 2NO2(紅棕色)的反應(yīng)]，反應(yīng)進(jìn)行4 s時(shí)，NO2的濃度為0.04mol·L－1，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，這時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.8倍，則

（1）前4 s以N2O4濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為________________。

（2）在4 s末時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的___________倍。

（3）平衡時(shí)容器內(nèi)NO2的濃度是__________________。

Answer 1

【答案】2 不是 ＞ 75% ②③④ 0.005 mol·L－1·s－1 1.2倍 0.16 mol·L－1

【解析】

Ⅰ.(1)化學(xué)方程式的系數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比；

(2)t2時(shí)兩線交叉點(diǎn)反應(yīng)物濃度還在減小，生成物在增大，故不是平衡狀態(tài)，反應(yīng)在向正向進(jìn)行，v正＞v逆；

(3)由圖可知，N為反應(yīng)物，N的起始物質(zhì)的量為8mol，平衡時(shí)參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，在結(jié)合轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；

(4)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等(同種物質(zhì))，各物質(zhì)的濃度、含量不再改變，以及由此衍生的一些物理量也不變，以此進(jìn)行判斷；

II.(1)根據(jù)v=計(jì)算二氧化氮的速率，再根據(jù)速率之比=計(jì)量數(shù)之比計(jì)算四氧化二氮的速率；

(2)根據(jù)n=cV計(jì)算4s時(shí)NO2的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計(jì)算參加反應(yīng)四氧化二氮的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算4s時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比；

(3)恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量，根據(jù)方程式利用差量法計(jì)算消耗的N2O4的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算NO2的平衡濃度。

Ⅰ.(1)參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，生成的M的物質(zhì)的量是5mol-2mol=3mol，所以此反應(yīng)的化學(xué)方程式中=2:1；

(2)t2時(shí)兩線交叉點(diǎn)反應(yīng)物濃度還在減小，生成物在增大，故不是平衡狀態(tài)，反應(yīng)在向正向進(jìn)行，v正＞v逆；

(3)由圖可知，N為反應(yīng)物，N的起始物質(zhì)的量為8mol，平衡時(shí)參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，故N的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%；

(4)①平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量不變，但M與N物質(zhì)的量之比為2：5不一定平衡，故①錯(cuò)誤；

②由于a≠b，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變化，混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故②正確；

③M的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大，說(shuō)明達(dá)到限度，達(dá)到平衡，故③正確；

④如容器為絕熱容器，體系內(nèi)溫度為變量，溫度不再變化說(shuō)明平衡，故④正確；

故答案為：②③④；

II.(1)4s時(shí)NO2的濃度為0.04mol/L，則v(NO2)==0.01molL-1s-1，v(N2O4)=×0.01molL-1s-1=0.005molL-1s-1；

(2)4s時(shí)NO2的物質(zhì)的量為10L×0.04mol/L=0.4mol，則參加反應(yīng)N2O4的物質(zhì)的量為0.4mol×=0.2mol，故4s時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為(1mol-0.2mol)+0.4mol=1.2mol，恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，故4s時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的=1.2倍；

(3)恒溫恒容下，氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1mol×1.8=1.8mol，則：

N2O42NO2 △n

1mol 1mol

0.8mol 1.8mol-1mol=0.8mol

則參與反應(yīng)的四氧化二氮為0.8mol，生成的N2O4為1.6mol，平衡時(shí)容器內(nèi)NO2的濃度是=0.16molL-1。