Question

【題目】研究之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。

(1)已知：

將一定量氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為。

①下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是________。

A.氣體的壓強不變 B. C.K不變

D.容器內(nèi)氣體的密度不變 E.容器內(nèi)顏色不變

②時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強為p，氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則反應(yīng)的平衡常數(shù)________（對于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強代替物質(zhì)的量濃度也可表示平衡常數(shù)，記作，如，p為平衡總壓強，為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

③反應(yīng)溫度時，隨t（時間）變化曲線如圖1，畫出時段，隨t變化曲線____________。

保持其它條件不變，改變反應(yīng)溫度為，再次畫出時段，隨t變化趨勢的曲線。

(2)氧化反應(yīng)：分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖2。

I

II

①決定氧化反應(yīng)速率的步驟是________（填“I”或“II”）。

②在恒容的密閉容器中充入一定量的和氣體，保持其它條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4（T4>T3），測得隨t（時間）的變化曲線如圖3。

轉(zhuǎn)化相同量的，在溫度_________（填“T3”或“T4”）下消耗的時間較長，試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖（圖2）分析其原因________。

Answer 1

【答案】AE II ，溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移，減小；濃度降低的影響大于溫度對反應(yīng)II速率的影響

【解析】

(1)①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。

②根據(jù)轉(zhuǎn)化率求出平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，K ，，p為平衡總壓強，據(jù)此計算；

③根據(jù)平衡時N2O4的濃度求出平衡式NO2的濃度，t1~ t2平衡不移動，濃度不變；該反應(yīng)焓變大于零，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡右移，據(jù)此分析；

(2)①正反應(yīng)活化能較大的步驟決定整體反應(yīng)速率；

②轉(zhuǎn)化量相同，即c(NO2)相同；根據(jù)反應(yīng)過程能量圖可知，溫度升高反應(yīng)I平衡左移。

(1)①A.恒容條件下平衡正向移動時壓強增大，所以當(dāng)壓強不再變化時說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A正確；

B.平衡時v正(N2O4) =v逆(N2O4) ；2v逆(N2O4) = v逆(NO2)，故B錯誤；

C.溫度不變K不變，故C錯誤；

D.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量不變，且恒容所以密度不會改變，故D錯誤；

E. NO2顯紅棕色，平衡正向移動顏色加深，故顏色不變時說明反應(yīng)平衡，故E正確；

②恒容條件下壓強比等于氣體的物質(zhì)的量之比，設(shè)初始時刻N2O4的物質(zhì)的量為n，氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡時N2O4的物質(zhì)的量為0.25n，生成的NO2的物質(zhì)的量為1.5n，所以p(N2O4)=，p(NO2)=，K；

③初始時刻充入一定量，c(N2O4)=0.04mol/L，則t0時刻c(NO2)=0，t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡時c(N2O4)=0.01 mol/L，根據(jù)方程式可知c(NO2)= 0.06mol/L，t1~ t2平衡不移動，濃度不變；保持其它條件不變，升高溫度至T2，該反應(yīng)焓變大于零，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡右移，故再次平衡時c(NO2)>0.06mol/L，溫度升高反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時間縮短，平衡時刻在t1時刻之前，故圖象為：

；

(2)①根據(jù)反應(yīng)過程能量圖可知步驟II反應(yīng)活化能較大，起決定因素；

②據(jù)圖可知當(dāng)c(NO2)相同時，T4溫度下消耗的時間較長；，溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移，減小；濃度降低的影響大于溫度對反應(yīng)II速率的影響。