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  • 2021-07-09 发布

2021届高考化学一轮复习化学平衡常数 化学反应进行的方向作业

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考点24 化学平衡常数 化学反应进行的方向 ‎[题组一 基础小题]‎ ‎1.关于平衡常数,下列说法不正确的是(  )‎ A.平衡常数不随反应物或生成物浓度的改变而改变 B.平衡常数随温度的改变而改变 C.平衡常数不随压强的改变而改变 D.使用催化剂能使平衡常数增大 答案 D 解析 化学平衡常数只随温度的改变而改变。只要温度不变,对同一可逆反应来说,K值不变。‎ ‎2.已知反应①:CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+CuO(s) Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(  )‎ A.反应①的平衡常数K1= B.反应③的平衡常数K= C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值 D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小 答案 B 解析 在书写平衡常数表达式时,纯固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;由于反应③=反应①-反应②,因此平衡常数K=,B正确;反应③中,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此ΔH<0,C错误;对于反应③,在恒温恒容下,若充入惰性气体使压强增大,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。‎ ‎3.恒温、恒压下,将1 mol O2和2 mol SO2气体充入一体积可变的容器中(状态Ⅰ),发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),状态Ⅱ时达平衡,则O2的转化率为(  )‎ A.60% B.40% C.80% D.90%‎ 答案 A 解析 恒温、恒压下,气体的体积之比等于物质的量之比。设O2的转化率为x,则:‎ ‎       2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)‎ n(始)/(mol): 2 1 0‎ n(变)/(mol): 2x x 2x n(平)/(mol): 2-2x 1-x 2x ‎(2-2x)+(1-x)+2x=3×,解得x=0.6。故选A。‎ ‎4.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0‎ T1温度下的部分实验数据为:‎ t/s ‎0‎ ‎500‎ ‎1000‎ ‎1500‎ c(N2O5)/mol·L-1‎ ‎5.00‎ ‎3.52‎ ‎2.50‎ ‎2.50‎ 下列说法不正确的是(  )‎ A.500 s内N2O5的分解速率为2.96×10-3 mol·(L·s)-1‎ B.T1温度下的平衡常数K1=125,1000 s时转化率为50%‎ C.其他条件不变时,T2温度下反应平衡时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L-1,则T1K3,则T1>T3‎ 答案 C 解析 v(N2O5)==2.96×10-3 mol·(L·s)-1,A正确;1000 s后N2O5的浓度不再发生变化,即达到了化学平衡,列出两种量如下:‎ ‎        2N2O54NO2+O2‎ 起始(mol·L-1) 5.00 0 0‎ 平衡(mol·L-1) 2.50 5.00 1.25‎ 则K===125,‎ α(N2O5)=×100%=50%,B正确;T2温度下平衡时N2O5的浓度大于T1温度下的,则改变温度使平衡逆向移动了,逆向是放热反应,因降低温度平衡向放热方向移动,故T2K3,则T1>T3,D正确。‎ ‎5.在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表所示:‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎80‎ ‎230‎ 平衡常数 ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10-5‎ 下列说法不正确的是(  )‎ A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B.‎25 ℃‎时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5‎ C.在‎80 ℃‎时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)>v(逆)‎ D.‎80 ℃‎达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1‎ 答案 C 解析 因为温度升高,平衡常数减小,所以正反应为放热反应,A正确;Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)的平衡常数的倒数,所以其应为(5×104)-1=2×10-5,B正确;在‎80 ℃‎时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,此时浓度商为8,所以反应逆向进行,此时v(正)<v(逆),C不正确;‎80 ℃‎达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,c(CO)=1.0 mol·L-1,‎ 利用K可求出Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1,D正确。‎ ‎[题组二 高考小题]‎ ‎6.(2018·江苏高考)(双选)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:‎ 容器1‎ 容器2‎ 容器3‎ 反应温度 T/K ‎700‎ ‎700‎ ‎800‎ 反应物 投入量 ‎2 mol SO2、‎ ‎1 mol O2‎ ‎4 mol SO3‎ ‎2 mol SO2、‎ ‎1 mol O2‎ 平衡v正(SO2)‎ ‎/mol·L-1·s-1‎ v1‎ v2‎ v3‎ 平衡c(SO3)‎ ‎/mol·L-1‎ c1‎ c2‎ c3‎ 平衡体系 总压强p/Pa p1‎ p2‎ p3‎ 物质的平衡 转化率α α1(SO2)‎ α2(SO3)‎ α3(SO2)‎ 平衡常数K K1‎ K2‎ K3‎ 下列说法正确的是(  )‎ A.v1<v2,c2<‎2c1‎ B.K1>K3,p2>2p3‎ C.v1<v3,α1(SO2)>α3(SO2)‎ D.c2>‎2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1‎ 答案 CD 解析 对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。容器2中加入4 mol SO3等效于在相同条件下反应物投入量为4 mol SO2和2 mol O2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,‎ 容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,v2>v1,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时c2>‎2c1,p2<2p1,α1(SO2)+α2(SO3)<1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,v3>v1,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡时c3<c1,p3>p1,α3(SO2)<α1(SO2),K3<K1。根据上述分析,v2>v1,c2>‎2c1,A错误;K3<K1,p2<2p1,p3>p1,则p2<2p3,B错误;v3>v1,α3(SO2)<α1(SO2),C正确;c2>‎2c1,c3<c1,则c2>‎2c3,α1(SO2)+α2(SO3)<1,α3(SO2)<α1(SO2),则α2(SO3)+α3(SO2)<1,D正确。‎ ‎7.(2015·天津高考)某温度下,在‎2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(  )‎ A.m=2‎ B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1‎ 答案 D 解析 运用三段式求算m。设转化的X的物质的量为n mol。‎ ‎       X(g) + mY(g) 3Z(g)‎ 起始(mol) 1 2 0‎ 转化(mol) n mn 3n 平衡(mol) (1-n) (2-mn) 3n 据:(1-n)∶(2-mn)∶3n=30%∶60%∶10%‎ 求得:n=0.1,m=2。‎ 由m=2知,A项正确;二次平衡时温度相同,故平衡常数不变,则B项正确;由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%,C项正确;第二次平衡时,c(Z)==0.2 mol·L-1,D项错误。‎ ‎8.(2015·安徽高考)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(  )‎ A.温度T下,该反应的平衡常数K= B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0‎ 答案 A 解析 A选项正确,达平衡时,c(N2)=c(O2)=c1 mol·L-1,c(NO)=2(c0-c1) mol·L-1;B选项错误,因反应前后容器体积不变,且反应中无固态(或液态)物质参加或生成,故混合气体的密度始终不变;C选项错误,催化剂只能改变到达平衡的时间,不会破坏平衡,即加入催化剂时氮气的平衡浓度不会改变;D选项错误,若曲线b对应的条件改变是升高温度,达新平衡时c(N2)减小,则平衡正向移动,故该反应应为吸热反应,即ΔH>0。‎ ‎[题组三 模拟小题]‎ ‎9.(2019·天津河东区调研)下列说法不正确的是(  )‎ A.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的速率 答案 C 解析 反应的ΔH<0、ΔS>0,则始终存在ΔH-TΔS<0,在任何温度下该反应都能自发进行,A正确。反应NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)的ΔH>0、‎ ΔS>0,则高温下存在ΔH-TΔS<0,若该反应能自发进行,说明体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,B正确。ΔH、ΔS都与反应的自发性有关,但要根据ΔH-TΔS判断反应的自发性,不能将ΔH或ΔS单独作为反应自发性的判据,C错误。在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变反应的活化能,从而改变反应速率,D正确。‎ ‎10.(2019·上海八校联考)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2===CH2(g)+4H2O(g),已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是(  )‎ A.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)‎ B.化学平衡常数:KN>KM C.当温度高于‎250 ℃‎时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,从而使催化剂的催化效率降低 D.若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1,则图中M点时,乙烯的体积分数为7.7%‎ 答案 D 解析 由题中图像可知,其他条件不变时升高温度,CO2平衡转化率减小,即平衡逆向移动,所以正反应是放热反应。M点催化剂催化效率高、N点温度高,所以无法确定M、N两点的反应速率,A项错误;正反应是放热反应,所以温度越高化学平衡常数越小,B项错误;催化剂只改变反应速率而不能改变平衡移动,催化剂催化效率与平衡移动无关,催化效率降低是由温度变化引起的,C项错误;若开始投入6x mol H2、2x mol CO2,则达平衡时n(H2)=3x mol、n(CO2)=x mol、n(CH2===CH2)=0.5x mol、n(H2O)=2x mol,所以平衡时乙烯的体积分数为×100%≈7.7%,D项正确。‎ ‎11.(2018·合肥一检)一定条件下进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3‎ ‎(g),ΔH<0。现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在‎400 ℃‎条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是(  )‎ A.容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同 B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同 C.SO3的体积分数:Ⅱ<Ⅲ D.容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1‎ 答案 D 解析 容器Ⅰ是绝热容器,反应过程中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同,A错误;容器Ⅲ是恒压容器,反应过程中压强小于容器Ⅱ,反应速率小,容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同,B错误;容器Ⅱ是恒温恒容,容器Ⅲ是恒温恒压,随着反应的进行,容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ,平衡正向进行,三氧化硫含量增大,SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ,C错误;若容器Ⅱ恒温恒容,容器Ⅰ也是恒温恒容时,达到相同的平衡状态,二氧化硫的转化率和三氧化硫的转化率之和为1,但实际上容器Ⅰ是绝热恒容,随反应进行温度升高,平衡逆向移动,二氧化硫的转化率减小,因此容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,D正确。‎ ‎12.(2018·辽宁双基测试)将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中(固体体积忽略不计),使其达到化学平衡:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于表中:‎ 温度/℃‎ ‎15.0‎ ‎20.0‎ ‎25.0‎ ‎30.0‎ ‎35.0‎ 平衡总压强/kPa ‎5.7‎ ‎8.3‎ ‎12.0‎ ‎17.1‎ ‎24.0‎ 平衡气体总浓度/(10-3 mol/L)‎ ‎2.4‎ ‎3.4‎ ‎4.8‎ ‎6.8‎ ‎9.4‎ 下列有关叙述正确的是(  )‎ A.在低温下该反应能自发进行 B.‎15 ℃‎时,该反应的化学平衡常数约为2.0‎ C.当混合气体平均相对分子质量不变时,该反应达到化学反应限度 D.恒温条件下,向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2,达平衡后CO2浓度不变 答案 D 解析 根据平衡数据,温度升高,平衡总压强增大,平衡气体总浓度升高,说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,ΔH>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,因为ΔH>0,ΔS>0,所以高温下反应能自发进行,A错误;‎15 ℃‎时平衡气体总浓度为2.4×10-3 mol/L,则平衡浓度c(NH3)=×2.4×10-3 mol/L=1.6×10-3 mol/L,c(CO2)=×2.4×10-3 mol/L=0.8×10-3 mol/L,K=c2(NH3)×c(CO2)≈2×10-9,B错误;总质量和总物质的量都是相同比例变化,所以平均相对分子质量始终不变,无法判断该反应是否达到平衡,C错误;温度不变,化学平衡常数不变,即c(CO2)·c2(NH3)不变,所以恒温、恒容条件下,向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2,平衡逆向移动,达平衡后CO2浓度不变,D正确。故选D。‎ ‎[题组一 基础大题]‎ ‎13.‎25 ℃‎时,在体积为‎2 L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。‎ ‎(1)根据上图数据,写出该反应的化学方程式: ___________________。此反应的平衡常数的表达式K=____________,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为________。‎ ‎(2)在5~7 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是____________。‎ ‎(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图:‎ 各阶段的平衡常数如下表所示:‎ t2~t3‎ t4~t5‎ t5~t6‎ t7~t8‎ K1‎ K2‎ K3‎ K4‎ K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。‎ 答案 (1)A+2B2C   0.05 mol·L-1·min-1‎ ‎(2)增大压强 ‎(3)K1>K2=K3=K4 t2~t3‎ 解析 (1)由图中曲线变化情况可知:A和B是反应物,C是生成物,再由物质的量的变化值可得化学计量数之比。‎ ‎(2)根据已知反应达平衡后,降低温度,A的转化率增大,说明正反应是放热反应。在5~7 min内,K值不变,说明平衡移动不是由温度引起的,因此此处条件只能是增大压强。‎ ‎(3)根据速率—时间图分析,t3处改变的条件是升温,t5处改变的条件是使用催化剂,t6处改变的条件是减压,因此有K1>K2=K3=K4,A的转化率最大的一段时间是t2~t3。‎ ‎[题组二 高考大题]‎ ‎14.(2018·全国卷Ⅱ节选)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:‎ ‎(1)CH4CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。‎ 某温度下,在体积为‎2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·L-2。‎ ‎(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:‎ ‎①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”),理由是___________________________________________________________________。‎ 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催 化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。‎ A.K积、K消均增加 B.v积减小,v消增加 C.K积减小,K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 ‎②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。‎ 答案 (1) ‎(2)①劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD ‎ ‎②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)‎ 解析 (1)某温度下,在体积为‎2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行催化重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知 ‎      CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)‎ 1 0.5 0 0‎ 0.25 0.25 0.5 0.5‎ 0.75 0.25 0.5 0.5‎ 所以平衡常数为 mol2·L-2= mol2·L-2。‎ ‎(2)①根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大,所以催化剂X劣于Y。正反应均是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,因此K积、K消均增加,A正确,C错误;升高温度反应速率均增大,B错误;积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大,D正确。‎ ‎②根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时,生成速率随p(CO2)的升高而降低,根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。‎ ‎15.(2016·全国卷Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:‎ ‎(1)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2 溶液浓度为5×10-3 mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。‎ 由实验结果可知,脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________________________________________________________________。‎ ‎(2)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。‎ ‎①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。‎ ‎②反应ClO+2SO2SO+Cl-的平衡常数K表达式为________________________。‎ ‎(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是____________________________________________________________________。‎ 答案 (1)大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 ‎(2)①减小 ② ‎(3)形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高 解析 (1)由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。‎ ‎(2)①根据平衡分压-lg peT图可知,反应温度升高,SO2和NO的平衡分压增大,这说明反应向逆反应方向进行,因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小;②根据平衡常数的定义,反应ClO+2SO2SO+Cl-的平衡常数K表达式为:‎ 。‎ ‎(3)ClO-把SO2或SO氧化为SO,从化学平衡原理分析可知,Ca2+与SO结合生成微溶的硫酸钙,促使平衡向正反应方向进行,因此Ca(ClO)2相比NaClO具有较好的烟气脱硫效果。‎ ‎[题组三 模拟大题]‎ ‎16.(2019·山东日照联考)氮的化合物在生产、生活中广泛存在。‎ ‎(1)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。已知下列化学键的键能如表所示:‎ 化学键 N≡N O===O N—N N—H O—H 键能/ (kJ·mol-1)‎ ‎946‎ ‎497‎ ‎193‎ ‎391‎ ‎463‎ 写出1 mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:____________________________。‎ ‎(2)用焦炭还原NO的反应为2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),向容积均为‎1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为‎400 ℃‎、‎400 ℃‎、T ℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示。‎ t/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ n(NO)(甲容器)/mol ‎2.00‎ ‎1.50‎ ‎1.10‎ ‎0.80‎ ‎0.80‎ n(NO)(乙容器)/mol ‎1.00‎ ‎0.80‎ ‎0.65‎ ‎0.53‎ ‎0.45‎ n(NO)(丙容器)/mol ‎2.00‎ ‎1.45‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ ‎①该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。‎ ‎②乙容器中的反应在60 min时达到平衡状态,则0~60 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)= ____________。‎ ‎(3)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+‎2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量焦炭发生反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:‎ ‎①A、C两点用浓度表示的平衡常数关系:Kc(A)________(填“<”“>”或“=”)Kc(C)。‎ ‎②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”“B”或“C”)点。‎ ‎③B点时该反应用压强表示的平衡常数Kp(B)=________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×物质的量分数)。‎ 答案 (1)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544 kJ·mol-1‎ ‎(2)①放热 ②0.01 mol·L-1·min-1‎ ‎(3)①= ②C ③3.2‎ 解析 (1)由题意并结合题表中数据可得N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=E(反应物总键能)-E(生成物总键能)=(193+391×4+497-946-463×4) kJ·mol-1=-544 kJ·mol-1。‎ ‎(2)①由题表中数据可知,甲容器和丙容器中NO的起始量相等,但丙容器中反应先达到平衡状态,则T ℃>‎400 ℃‎,又升高温度反应达到平衡状态时,n(NO)增大,则平衡逆向移动,该反应为放热反应。②该反应为反应前后气体分子数不变的反应,反应条件是恒温恒容,起始时,甲容器中NO的物质的量为2.00 mol,乙容器中NO的物质的量为1.00 mol,则乙容器中反应达到平衡状态时,NO的浓度应该为甲容器中反应达到平衡状态时NO浓度的一半,即乙容器中的反应在60 min达到平衡状态时,NO的浓度为0.40 mol·L-1,则v(NO)===0.01 mol·L-1·min-1。‎ ‎(3)①A、C两点的温度相同,所以用浓度表示的平衡常数相等。②由题图知,‎ A、B、C三点中NO2的转化率最高的是C点。③B点时,设反应达到平衡状态时,生成的CO2的物质的量为‎2a mol,根据三段式法,‎ ‎    2NO2(g)+‎2C(s) N2(g)+2CO2(g)‎ 起始(mol)   1       0   0‎ 转化(mol) ‎2a a ‎‎2a 平衡(mol) 1-‎2a a ‎‎2a 由题图知,B点时,NO2和CO2浓度相等,则1-‎2a=‎2a,‎ 解得a=0.25,则B点时NO2和CO2的分压也相等,‎ 所以Kp(B)==p(N2)=16×=3.2。‎

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