- 化学反应条件的控制
- 共213题
向某密闭容器中加入 0.3molA、0.1molC 和一定量的 B 三种气体．一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示．附图中乙图为 t2时刻后改变容器中条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件，所用条件均不同．已知，t3～t4阶段为使用催化剂[已知t0～t1阶段 c（ B）未画出]．
（1）若 t1=15s，则t0～t1阶段以 C 浓度变化表示的反应速率为v（ C ）=______．
（2）t4～t5阶段改变的条件为______，B 的起始物质的量为______．
（3）t5～t6阶段容器内 A 的物质的量共减少 0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为 akJ，写出该反应的热化学方程式：______．
正确答案
（1）若t1=15s，生成物C在t0～t1时间段的平均反应速率为：v=
（2）t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，如t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等，则t4～t5阶段应为减小压强；反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，
则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A（g）
B（g）+2C（g），
根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为
故答案为：减小压强；0.04mol；
（3）反应的方程式为3A（g）
B（g）+2C（g），A的物质的量减少0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，则A的物质的量减少3mol，与外界的热交换总量为100akJ，由图象可知t5～t6阶段应为升高温度，A的物质的量减少，说明向正反应方向移动，则正反应吸热，该反应的热化学方程式为3A（g）
B（g）+2C（g）△H=+100akJ•mol-1，
故答案为：3A（g）
B（g）+2C（g）；△H=+100akJ•mol-1．
在一定温度下，体积为2L的密闭容器中，NO2和N2O4之间发生反应：N2O4（g）
2NO2 （g），如图所示．
（1）曲线______ （填“X”或“Y”）表示NO2的物质的量随时间的变化曲线．
（2）若升高温度，则v（正）______，v（逆）______（填“加快”或“减慢”）．
（3）若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲
中v（NO2）=0.3mol•L-1•min-1，乙中v （N2O4）=0.2mol•L-1•min-1，则______中反应更快．
（4）在0到1min中内用X表示该反应的速率是______，该反应达最大限度时，Y的转化率______，反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为______．
（5）下列描述能表示反应达平衡状态的是______．
A．容器中X与Y的物质的量相等B．容器内气体的颜色不再改变
C．容器的压强保持一定D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变
E．2v（X）=v（Y）
（6）若1mol N2O4完全转化为2mol NO2 （g）时吸收QKJ的热量，在一密闭容器中充入2mol NO2 （g），容器内温度______（升高、降低或不变）．达到反应限度时反应产生的热量______QKJ（大于、小于或等于）．
正确答案
（1）由方程式N2O4（g）
2NO2 （g），可知反应中NO2 的物质的量变化较大，则Y表示NO2的物质的量随时间的变化曲线，故答案为：Y；
（2）温度升高，正逆反应速率都增大，故答案为：加快；加快；
（3）甲中v（NO2）=0.3mol•L-1•min-1，乙中v （N2O4）=0.2mol•L-1•min-1，v（NO2）=2v（N2O4）=0.4mol•L-1•min-1，
则乙反应较快，故答案为：乙；
（4）v（X）=
该反应达最大限度时，Y的转化率为：
开始时：n（X）+n（Y）=0.4mol+1mol=1.4mol，
平衡时：n（X）+n（Y）=0.7mol+0.4mol=1.1mol，
在相同条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，
则反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为1.4mol：1.1mol=14：11，
故答案为：0.1mol•（L•min）-1；60%；14：11；
（5）A．容器中X与Y的物质的量相等，不能说明达到平衡状态，故A错误；
B．容器内气体的颜色不再改变，说明反应物的浓度不变，达到平衡状态，故B正确；
C．容器的压强保持一定，说明各物质的物质的量不再改变，达到平衡状态，故C正确；
D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变，说明各物质的物质的量不再改变，达到平衡状态，故D正确；
E．无论是否达到平衡状态，都存在2v（X）=v（Y），故E错误．
故答案为：BCD；
（6）若1mol N2O4完全转化为2mol NO2 （g）时吸收QKJ的热量，则NO2生成N2O4为放热反应，在一密闭容器中充入2mol NO2 （g），容器内温度升高，因该反应为可逆反应，则2molNO2不能完全转化为N2O4，达到反应限度时反应产生的热量小于
QKJ，故答案为：升高；小于．
汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应：N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一．某同学为控制污染，对该反应进行研究．
（1）如图1表示在T1、T2两种不同温度下，一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图象，根据图象判断反应N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）为______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）2000℃时，向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则2000℃时该反应的平衡常数K=______．该温度下，若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol，则达到平衡后N2的转化率为______．
（3）为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，给汽车安装尾气净化装置．净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图2所示．写出上述变化中的总化学反应方程式：______．
正确答案
（1）根据图象判断，T2曲线先到达平衡，反应速率大，温度较高，而温度升高，氮气的体积分数减小，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度向吸热方向进行，故正反应为吸热反应．
故答案为：吸热
（2）利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量．
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：10 5 0
反应（mol）：1 1 2
平衡（mol）：9 4 2
所以平衡常数k=
令N2转化的物质的量为xmol，则
N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），
起始（mol）：1 1 0
反应（mol）：x x 2x
平衡（mol）：1-x 1-x 2x
所以
N2的转化率为
故答案为：
（3）NO2为中间产物，反应物为NO、O2、CO，产物为CO2、N2，反应方程式为2NO+O2+4CO=4CO2+N2．
故答案为：2NO+O2+4CO=4CO2+N2
在一定温度下，在容积为2L 的容器内，某反应各物质（均为气体）的物质的量随反应时间的变化曲线如图，试回答下列问题：
（1 ）若1＝5S ，则前5S 用M 表示的反应速率为__________ 。
（2 ）2时，正反应速率________（填“大于”“等于”或“小于”）逆反应速率。
（3 ）下列说法正确的是________
A．t2时刻该反应达到平衡
B．t3时刻该反应达到平衡
C．反应开始时，生成物的浓度为0
D．该反应的限度是可以改变的
正确答案
（1 ）0.1mol/(L·s)
（2 ）大于
（3 ）BD
在一定温度下，在容积为2L 的容器内，某反应各物质（均为气体）的物质的量随反应时间的变化曲线如图，试回答下列问题：
（1 ）若1＝5S ，则前5S 用M 表示的反应速率为__________ 。
（2 ）2时，正反应速率________（填“大于”“等于”或“小于”）逆反应速率。
（3 ）下列说法正确的是________
A．t2时刻该反应达到平衡
B．t3时刻该反应达到平衡
C．反应开始时，生成物的浓度为0
D．该反应的限度是可以改变的
正确答案
（1 ）0.1mol/(L·s)
（2 ）大于
（3 ）BD
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