Question

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

（1）此反應的化學方程式中＝______。

（2）t2時兩線交叉點__平衡狀態(tài)(填“是”或“不是”)，v正__v逆(填“＞”“＜” 或“＝”)。

（3）此反應達到平衡時，反應物的轉化率為____________。

（4）下列描述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是__________。

①反應中M與N物質的量之比為2∶5；②混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化；③M的轉化率達到最大；④如容器為絕熱容器，體系內溫度不再變化。

II.某溫度時，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[因為發(fā)生N2O4(無色) 2NO2(紅棕色)的反應]，反應進行4 s時，NO2的濃度為0.04mol·L－1，再經過一段時間后反應達到平衡狀態(tài)，這時容器內壓強為開始時的1.8倍，則

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

（2）在4 s末時容器內的壓強是開始時的___________倍。

（3）平衡時容器內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)化學方程式的系數(shù)之比等于各物質的物質的量的變化量之比；

(2)t2時兩線交叉點反應物濃度還在減小，生成物在增大，故不是平衡狀態(tài)，反應在向正向進行，v正＞v逆；

(3)由圖可知，N為反應物，N的起始物質的量為8mol，平衡時參加反應的N的物質的量為8mol-2mol=6mol，在結合轉化率定義計算；

(4)當反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等(同種物質)，各物質的濃度、含量不再改變，以及由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷；

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

(2)根據(jù)n=cV計算4s時NO2的物質的量，結合方程式計算參加反應四氧化二氮的物質的量，進而計算4s時混合氣體總物質的量，恒溫恒容下，氣體壓強之比等于其物質的量之比；

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

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

(2)t2時兩線交叉點反應物濃度還在減小，生成物在增大，故不是平衡狀態(tài)，反應在向正向進行，v正＞v逆；

(3)由圖可知，N為反應物，N的起始物質的量為8mol，平衡時參加反應的N的物質的量為8mol-2mol=6mol，故N的轉化率為×100%=75%；

(4)①平衡時反應混合物各組分的物質的量不變，但M與N物質的量之比為2：5不一定平衡，故①錯誤；

②由于a≠b，隨反應進行混合氣體總物質的量發(fā)生變化，混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化，說明到達平衡，故②正確；

③M的轉化率達到最大，說明達到限度，達到平衡，故③正確；

④如容器為絕熱容器，體系內溫度為變量，溫度不再變化說明平衡，故④正確；

故答案為：②③④；

II.(1)4s時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NO2的物質的量為10L×0.04mol/L=0.4mol，則參加反應N2O4的物質的量為0.4mol×=0.2mol，故4s時混合氣體總物質的量為(1mol-0.2mol)+0.4mol=1.2mol，恒溫恒容下，氣體壓強之比等于其物質的量之比，故4s時容器內的壓強為開始時的=1.2倍；

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

N2O42NO2 △n

1mol 1mol

0.8mol 1.8mol-1mol=0.8mol

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