Question

【題目】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)是開始時(shí)的 倍。

（3）平衡時(shí)容器內(nèi)NO2的濃度是 。

Answer 1

【答案】I（1）2 （2）不是 ＞ （3）75%（4）②③④

Ⅱ（1）0.005 mol·L－1·s－1 （2）1.2倍（3）0.16 mol·L－1

【解析】

試題分析：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a/b=2：1；

（2）t2時(shí)M、N的物質(zhì)的量相等，但二者的物質(zhì)的量仍然是變化的，因此兩線交叉點(diǎn)不是平衡狀態(tài)；此時(shí)反應(yīng)物的物質(zhì)的量仍然在減少，生成物的物質(zhì)的量仍然在增加，因此反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則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反應(yīng)中M與N物質(zhì)的量之比為2∶5并不能說說明正逆反應(yīng)速率相等，則不一定是處于平衡狀態(tài)，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，說明到達(dá)平衡，②正確；③M的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，③正確；④如容器為絕熱容器，體系內(nèi)溫度不再變化說明反應(yīng)達(dá)到限度，④正確，答案選②③④。

Ⅱ、（1）前4 sNO2表示的反應(yīng)速率是0.04mol/L÷4s＝0.01 mol·L－1·s－1，反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則以N2O4濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol·L－1·s－1÷2＝0.005 mol·L－1·s－1。

（2）在4 s末時(shí)生成NO2是0.04mol/L×10L=0.4mol，則根據(jù)方程式可知消耗N2O4是0.2mol，剩余N2O4是0.8mol，因此容器內(nèi)的壓強(qiáng)是開始時(shí)的倍。

（3） N2O4(無色)2NO2(紅棕色)

起始量（mol） 1 0

轉(zhuǎn)化量（mol） x 2x

平衡量（mol） 1-x 2x

平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.8倍，則，解得x＝0.8，所以平衡時(shí)容器內(nèi)NO2的濃度是1.6mol÷10L＝0.16mol/L。