- 化学反应条件的控制
- 共213题
固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．回答下列问题：
（1）该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是______mol•L-1•min-1
（2）此温度下该反应的平衡常数K的数值为______．
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是______，曲线Ⅱ改变的条件可能是______．若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是______．
正确答案
（1）由图可知，8min时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气为8mol-2mol=6mol，故v（H2）=
（2）由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：3 4 0 0
变化（mol/L）：1 3 1 1
平衡（mol/L）：2 1 1 1
故该温度下平衡常数k=
故答案为：0.5；
（3）曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；
曲线Ⅲ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，曲线Ⅰ温度最高，实线和曲线ⅡⅢ温度相同，故K1＜K=K2，
故答案为：升高温度； 增大压强；K1＜K=K2．
某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线，如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为______
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为______
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达平衡时，此时容器内的压强与起始压强之比为______．
正确答案
（1）在反应中，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，则化学方程式为Y+3X
2Z，故答案为：Y+3X
2Z；
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为v=
故答案为：0.05mol/（L．min）；
（3）反应达平衡时，气体的总物质的量为：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，
起始时气体的总物质的量为：1.0mol+1.0mol=2.0mol，
在相同温度下，气体的物质的量之比等于压强之比，
反应达平衡时，此时容器内的压强与起始压强之比为1.8mol：2.0mol=9：10，故答案为：9：10．
氮可形成多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等．
（1）对反应N2O4（g）
2NO2（g），在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是______
A．A，C两点的反应速率：A＞C
B．B，C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A，C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（2）在100℃时，将0.40mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为______mol•（L•s）-1．
②n3______n4（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数K的值为______，升高温度后，反应2NO2
N2O4的平衡常数K将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是______mol•L-1．
④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为多少．（结果保留小数点后一位）
正确答案
（1）A、压强越大反应速率越快，所以反应速率：A＜C，故A错误；
B、B，C两点平衡体系中NO2的体积分数相等，气体的平均相对分子质量：B=C，故B错误；
C、温度不变，从A到C，压强增大，体积减小，平衡体系中NO2的体积分数减小，所以平衡左移，气体颜色变浅，就是浅了也比开始的A深，即C比A深，故C错误；
D、压强不变，从T1到T2，平衡体系中NO2的体积分数增大，所以平衡右移，T1＜T2，即反应是吸热反应，从B到状态A，压强不变，温度升高，可以用加热的方法，故D正确．
故选D；
（2）①从反应开始直至20s时，四氧化二氮的平均反应速率v=
②在60s时，反应已达平衡状态，所以n3=n4，当四氧化二氮的浓度为
N2O4是放热反应，升高温度，平衡左移，所以K减小，故答案为：=；2.8；减小；
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是c，则
N2O4
2NO2
起始浓度（mol•L-1） c 0
转化浓度（mol•L-1） c-0.04 0.12
平衡浓度（mol•L-1） 0.04 0.12
所以
解得c=0.10，故答案为：0.10
④根据题意可知：
N2O4
2NO2
起始浓度（mol•L-1） 0.10 0
转化浓度（mol•L-1） 0.06 0.12
平衡浓度（mol•L-1） 0.04 0.12
根据公式平均分子量=
答：达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为57.5．
已知2SO2 （g）+O2（g）
2SO3（g）△H=-196kJ•mol-1，5000C时将2mol SO2和1molO2装入一体积恒定的10L密闭容器中，2分钟（t1）时达到平衡．如下图所示：
请回答下列问题：
（1）用O2表示2分钟内该反应的平均反应速率为______mol•L-1•min-1．
计算500℃时该反应的平衡常数K=______mol•L-1）-1
（2）在上述条件下起始装入的SO2和O2各2mol，达到平衡后设SO2的转化率为x，列出求x的方程______．（不必求出x）
（3）某温度时，该反应的平衡常数K=800（mol•L-1）-1，则该温度______500℃（填“＞”、“＜”、“=”）．
正确答案
（1）2SO2 （g）+O2 （g）
2SO3（g）
开始 0.2mol/L 0.1mol/L 0mol/L
变化 0.18mol/L 0.09mol/L 0.18mol/L
平衡时 0.02mol/L 0.01mol/L 0.18mol/L
2分钟内，用O2表示该反应的平均反应速率为
故答案为：0.045mol•L-1•min-1； 8.1×103（mol•L-1）-1
（2）2SO2 （g）+O2 （g）
2SO3（g）
开始 0.2mol/L 0.1mol/L 0mol/L
变化 0.2xmol/L 0.1xmol/L 0.2xmol/L
2分钟时 （ 0.2-0.2x）mol/L （0.1-0.1x）mol/L 0.2xmol/L
所以 
（3）K=800（mol•L-1）-1小于8.1×103（mol•L-1）-1，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，升高温度向吸热方向进行，故温度高于500℃，
故答案为：＞．
某可逆反应从0-2分钟进行过程中，在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示．则该反应的反应物是______，生成物是______，化学方程式为______；反应开始至2分钟时，能否用C表示反应速率？______若能，其反应速率为______，若不能，则其原因为______；2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了______状态．
正确答案
由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，作为C为生成物，
当反应到达2min时，△n（A）=2mol，△n（B）=1mol，△n（C）=2mol，
化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n（A）：△n（B）：△n（C）=2：1：2，
所以反应的化学方程式为：2A+B
2C，
由于不能确定溶液的体积，则不能计算浓度的变化，无法计算反应速率，
当反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再变化，2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化，
说明在这个条件下，反应已达到了平衡状态，
故答案为：A、B； C； 2A+B
2C；不能；因为不知道此反应的容器体积不能计算物质的浓度；化学平衡．
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