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1、选择题 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,发生反应SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g),其正反应速率(v)随时间(t)变化的关系如下图所示。下列结论中错误的是

A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物的浓度:a点大于b点
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.逆反应速率:c点大于b点
参考答案:A
本题解析:A、反应在c点时v正达最大值,随后v正逐渐减小,并非保持不变,故c点时反应未达平衡状态,错误;B、由正反应速率变化曲线可知,a点的速率小于b点,但开始时通入SO2和NO2,反应由正反应方向开始,故a点反应物的浓度大于b点,正确;C、在c点之前,反应物的浓度逐渐减小,容器的容积保持不变,v正逐渐增大说明反应的温度逐渐升高,该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,正确;D、反应体系中生成物的浓度越来越大,温度越来越高,随着时间进行,逆反应速率逐渐增大,所以c点反应速率大于b点,正确。
本题难度:一般
2、计算题 在 2 L的密闭容器中, 充入 1 mol N2 和 3 mol H2, 在一定的条件下反应, 2 分钟后达到平衡状态, 相同温度下, 测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10, 填写下列空白:
(1)平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为 _________________.
(2) N2 的转化率为 _______________.
(3)2分钟内, NH3 的平均反应速率为 _______________.
参考答案:(1)2:6:1;
(2)20%;
(3)0.1mol/L·min
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 8分)一定温度下,在容积为1L的密闭容器内放入2mol N2O4和8 mol NO2,发生如下反应:2NO2(红棕色)
N2O4(无色)(△H<0),反应中NO2、N2O4的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,按下列要求作答:
(1)在该温度下,反应的化学平衡常数表达式为:?
(2)若t1=10s,t2=20s,计算从t1至t2时以N2O4表示的反应速率: ?mol·L-1·s-1
(3)图中t1、t2、t3哪一个时刻表示反应已经达到平衡?答:
(4)t1时,正反应速率 ? (填“>”、“<”或“=”)逆反应速率
(5)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡向??移动
(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)
(6)维持容器的体积不变,升高温度,达到新平衡时体系的颜色 ? ?
(填“变深”、“变浅”或“不变”)
参考答案:(1)
(2分)(2)0.1(2分)(3)t3?(1分)
(4)>?(1分)(5)正反应应方向(1分)(6)变深?(1分)
本题解析:(1)平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中,当反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该反应的平衡常数表达式为
。
(2)从t1至t2时N2O4的物质的量增加了4mol-3mol=1mol,所以反应速率是1mol÷1L÷10s=0.1mol/(L·s)。
(3)根据图像可知,t3时刻物质的物质的量不再发生变化,所以此时反应达到平衡状态。
(4)t1时NO2的物质的量逐渐减小,说明反应是向正反应方向进行的,即正反应速率大于逆反应速率。
(5)反应前后是体积减小的,所以缩小容积,压强增大,平衡向正反应方向移动,
(6)正反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的浓度增大,颜色变深。
本题难度:一般
4、选择题 可逆反应:2NO2(g)?
?2NO(g)+ O2(g),在体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是?( ?)
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2;②NO2和NO的物质的量浓度相等;③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1的状态;④混合气体的密度不再改变的状态;⑤混合气体的颜色不再改变的状态
A.①⑤
B.①②③⑤
C.①③④
D.①②③④⑤
参考答案:A
本题解析:在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。①中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,可以说明;平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种的浓度之间不一定满足某种关系,②不能说明。速率之比是相应的化学计量数之比,因此③中的关系始终是成立,不能说明;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积和气体的质量始终是不变的,因此密度始终是不变的,因此选项④不能说明;颜色深浅和浓度有关系,混合气体的颜色不再改变,这说明NO2的浓度不再发生变化,所以⑤正确,答案选A。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型和考点。试题基础性强,难易适中,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是明确平衡状态的特点,然后结合具体的可逆反应灵活运用即可。
本题难度:一般
5、简答题 (13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)?
,该反应在?(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g)
?NH2COONH4(s)?
第2步:NH2COONH4(s)
?CO(NH2)2(l)+ H2O(l)?
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)?。

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2) ?B点的逆反应速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时,CO2的转化率为 ?。
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入? 0.100molNO?和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质 n/mol T/℃
| 活性炭
| NO
| E
| F
|
T1
| 2.000
| 0.040
| 0.030
| 0.030
|
T2
| 2.005
| 0.050
| 0.025
| 0.025
|
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式?。
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=?,根据题给信息判断,T1和T2的关系是?。
A. T1>T2? B. T1<T2? C.无法比较?
③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响?
?。
参考答案:(13分)(1)较低温度(1分)
(2)C(1分)
(3)① < (1分) ②15%(2分)
(4)① C+2NO
N2+CO2(2分)
②9/16(写成小数也得分0.5625)(2分)? C (2分)
③该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。(2分)
本题解析:(1)根据反应自发进行的判断依据,该反应是焓减熵减的反应,所以反应在低温时自发;
(2)2NH3(g)+CO2(g)
?NH2COONH4(s)?
,为放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量,则a在b的上方;NH2COONH4(s)
?CO(NH2)2(l)+ H2O(l)?
为吸热反应,则b在c的下方;2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)?
,是放热反应,则a在c的上方,所以答案选选择C;
(3)①A点的氨气的转化率低于B点氨气的转化率,说明反应未达平衡,正向进行,所以正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,A点的逆反应速率<B点的逆反应速率;
②平衡时氨气的转化率为60%,设开始时氨气、二氧化碳的物质的量分别a、2a,则消耗氨气0.6a,消耗二氧化碳0.3a,所以二氧化碳的转化率为0.3a/2a×100%=15%;
(4)①T1℃时,消耗NO的物质的量是0.06mol,生成E、F的物质的量都是0.03mol,所以NO与E、F的化学计量数之比是2:1:1,则NO与活性炭反应的化学方程式C+2NO
N2+CO2;
②根据表中数据计算K1=c(CO2)c(N2)/c(NO)2=0.032/0.042=9/16;同理可计算K2=1/4,K1>K2,但是该反应的热效应未给出,所以T1和T2的大小无法判断,答案选C;
③根据压强对反应速率和平衡的影响,判断增加压强对该反应的影响是:该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。
本题难度:一般