2021届广东高考化学一轮复习:单元跟踪强化练(七)
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单元跟踪强化练(七)
(第七章)
(45分钟100分)
一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分)
1.在其他条件不变时,只转变某一条件,化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的平衡的变化图象如下(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析下列说法正确的是()
A.在图象反应Ⅰ中,说明正反应为吸热反应
B.在图象反应Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0
C.在图象反应Ⅱ中,说明该正反应为吸热反应
D.在图象反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应能自发进行
【解析】选D。
在图象反应Ⅰ中,等压条件下,上升温度,A的转化率降低,说明升温,平衡逆向移动,说明该反应正向是放热的,A项错误;在图象反应Ⅰ中,若p1>p2,说明增大压强,A的转化率增大,说明增压,平衡正向移动,则该反应为正向分子数减小的反应,所以ΔS<0,B项错误;C项,依据先拐先平,对应的数值大,说明T1>T2,上升温度,C的物质的量削减,说明该反应正向为放热反应,C项错误;D项,由图示可知,增大压强,A的转化率不变,说明平衡不移动,即说明该反应为等体积反应,ΔS=0,而等压条件下,上升温度,A的转化率降低,说明升温,平衡逆向移动,说明该反应正向是放热的,即ΔH<0,依据ΔG=ΔH-TΔS,由于ΔS=0,所以ΔG<0,则该反应能自发进行。
【加固训练】25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡,发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。
下列推断正确的是() A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.依据方程式推断,该反应的ΔS>0,反应肯定能自发进行
C.上升温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
【解析】选D。
固体量的转变不会引起平衡的移动,A项错误;依据方程式可知,该反应熵的变化应为0,所以B项错误;上升温度时,c(Pb2+)增大,表明平衡向左移动,逆反应吸热,正反应的ΔH<0,C项错误;由图象中平衡时两种离子的浓度及平衡常数表达式知,25℃时该反应的平衡常数为2.2,D项正确。
2.(2021·上海高考)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随
反应进程的变化如右图所示。
下列说法正确的是()
A.加入催化剂,减小了反应的热效应
B.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O 2H2O+
1
2
O2ΔH=-QkJ·mol-1
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
【解析】选D。
加入催化剂,减小了反应的活化能,使反应在较低的温度下发生,但是反应的热效应不变,A错误;加入催化剂,可提高H2O2分解的反应速率,该反应不是可逆反应,而且催化剂不能使平衡发生移动,因此不存在平衡转化率的提高,B错误;在书写热化学方程式时,要注明与反应的物质多少相对应的能量和物质的聚集状态,C错误;依据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,D正确。
【加固训练】某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的
是()
A.该反应为吸热反应
B.当反应达到平衡时,降低温度,A的转化率减小
C.上升温度,平衡常数K增大;压强增大,平衡向正反应方向移动
D.加入催化剂,反应速率增大,E1减小,E2减小,反应热不变
【解析】选D。
由图中的信息可知反应后能量降低,为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,A的转化率提高,上升温度,平衡向逆反应方向移动,K减小,A、B、C错误;加入催化剂,可以降低反应的活化能,但不转变反应热,D正确;选D。
3.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是()
A.Na与水反应时增大水的用量
B.将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应制取H2
C.在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【解析】选D。
A项,增大水的用量对Na与水的反应速率无明显影响,错误;B项,改为浓硫酸后将得不到H2,错误;C项,无气体参与或生成的反应,压强变化对化学反应速率无影响,错误;D项,增大反应物的浓度可以加快反应速率,正确。
4.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。
当反应达到平衡时,下列措施能提高N2转化率的是()
①降温②恒压通入惰性气体
③增加N2的浓度④加压
A.①④
B.①②
C.②③
D.③④
【解析】选A。
降温平衡右移,氮气的转化率增大,①正确;恒压通入惰性气体使容积变大,相当于减小压强,平衡左移,氮气的转化率减小,②错误;增加氮气的浓度使自身的转化率降低,③错误;加压平衡右移,
氮气的转化率增大,④正确。
【互动探究】(1)在上述四种措施中能加快反应速率的有哪些?
提示:温度降低反应速率减慢;恒压下通入惰性气体,容器体积增大,反应混合气体中各种物质的浓度均减小,反应速率减慢;增大N2的浓度,反应速率增大;增大压强则体积缩小,各物质的浓度都增大,反应速率增大。
(2)在上述四种措施中能使平衡正向移动的有哪些?
提示:温度降低平衡向放热反应方向移动,即平衡正向移动;恒压下通入惰性气体,容器体积增大,相当于减小压强,平衡逆向移动;增加N2的浓度平衡正向移动;增大压强平衡正向移动。
(3)平衡正向移动,则N2的转化率肯定增大吗?
提示:不肯定,增大N2的浓度,虽然平衡正向移动,反应消耗的N2增多,但N2的起始浓度也增大时,转化率减小。
【方法规律】解答化学平衡移动问题的步骤5.(2022·汉中模拟)肯定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收,其中Y是单质。
SO2(g)+2CO(g)2X(g)+Y(l)
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表:
时间/s 0 1 2 3 4
c(SO2)/mol·L-1 1.00 0.50 0.23 3.00×10-37 3.00×10-37
c(CO)/mol·L-1 4.00 3.00 2.46 2.00 2.00
下列说法不正确的是()
A.X的化学式为CO2
B.前1 s内v(X)=1.00 mol·L-1·s-1
C.该回收原理运用了SO2的还原性
D.该温度下,此反应的平衡常数的数值为3.33×1036
【解析】选C。
实现将二氧化硫中的硫回收,则Y是S,依据原子守恒知X是CO2,A正确;前1 s内CO 的反应速率是(4.00-3. 00)mol·L-1÷1 s=1.00 mol·L-1·s-1,不同物质的速率之比等于化学计量数之比,则
v(CO2)=v(CO)=1.00 mol·L-1·s-1,B正确;SO2生成S表现了SO2的氧化性,C错误;
SO2(g) + 2CO(g)2CO2(g)+S(l)
起始浓度/mol·L-1: 1.00 4.00 0 不考虑
转化浓度/mol·L -1: 1.00 2.00 2.00 平衡浓度/mol·L -1: 3.00×10-37 2.00 2.00 K=
c 2(CO 2)[c(SO 2
)·c 2(CO)]
=2.002÷(2.002×3.00×10-37)=3.33×1036,D 正确。
【加固训练】某温度下,反应2A(g)B(g)+C(g)的平衡常数为1,在容积为2 L 的密闭容器中加入A(g)。
20 s 时测得各组分的物质的量如下表:
物质 A(g) B(g) C(g) 物质的量/mol
1.2
0.6
0.6
下列说法正确的是( )
A.反应前20 s 的平均速率为v(A)=0.6 mol·L -1·s -1
B.20 s 时,正反应速率等于逆反应速率
C.达平衡时,A(g)的转化率为100%
D.若上升温度,平衡常数变为0.5,则反应的ΔH<0
【解析】选D 。
由题意知前20 s 的平均速率为v(A)=1.2 mol/(2 L·20 s)= 0.03 mol·L -1·s -1,A 项错误;20 s 时,Q=
c (B)·c(C)c 2(A)
=
0.3×0.30.62
=0.25<K ,可逆反应向正方向进行,正反应速率大
于逆反应速率,B 错误;反应是可逆反应,平衡时A(g)的转化率不行能为100%,C 项错误;上升温度,平衡常数从1变为0.5,平衡常数变小,反应放热,ΔH<0,D 项正确。
6.(力量挑战题)(2022·郑州模拟)将肯定量的SO 2(g)和O 2(g)分别通入体积为2 L 的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应,得到如下表中的两组数据:
试验
编号 温度/℃
平衡常数
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
SO 2 O 2 SO 2 O 2 1 T 1 K 1 4 2 x 0.8 6 2
T 2
K 2 4
2
0.4
y
t
下列说法不正确的是( ) A.x=2.4
B.T 1、T 2的关系:T 1>T 2
C.K 1、K 2的关系:K 2>K 1
D.试验1在前6 min 的反应速率v(SO 2)=0.2 mol·L -1·min -1
【解析】选A 。
A 项,试验1中,n(O 2消耗)=(2-0.8)mol=1.2 mol ,n(SO 2消耗)=2n(O 2)=2.4 mol ,平衡时x=(4-2.4)mol
=1.6 mol ,错误;B 项,平衡时,试验1中n(O 2)=0.8 mol ,试验2中n(O 2)= 0.2 mol ,而开头时反应物的起始量相等,试验1到试验2的过程,相当于平衡向正反应方向移动,依据平衡移动原理,降温能使平衡向正反应方向移动,即T 1>T 2,正确;C 项,由B 选项可得试验2是在试验1的基础上降温,温度降低,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,正确;D 项,由表中数据知试验1中,v(O 2)=1.2mol 2 L×6min
=
0.1 mol·L -1·min -1,依据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(SO 2)=2v(O 2)=
0.2 mol·L -1·min -1,正确。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
7.(14分)氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用。
工业上以甲烷为原料生产氨气的过程如下:甲烷氢气
氨气。
(1)过程Ⅰ中,有关化学反应的能量变化如图所示。
反应甲为______(填“吸热”或“放热”)反应。
CH 4(g)与H 2O(g)反应生成CO(g)和H 2(g)的热化学方程式是_________________________________________。
(2)CO 可降低过程Ⅱ所用催化剂的催化效率,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸取CO ,其反应原理为
[Cu(NH 3)2CH 3COO](aq)+CO(g)+NH 3(g)[Cu(NH 3)3]CH 3COO·CO(l) ΔH<0。
所得溶液经处理后又可再生,
恢复其吸取CO 力量,再生的适宜条件是________(填字母)。
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、低压
d.低温、高压
(3)下表是过程Ⅱ中,反应物的用量相同时,不同条件下平衡体系中氨的体积分数。
压强氨的体积分数温度
15.2 MPa 20.3 MPa 30.4 MPa 400℃ 32.8% 38.8% 48.2% 450℃ 22.4% 27.5% 35.9% 500℃
14.9%
18.8%
25.8%
①依据表中数据,得出的结论是_____________________________________。
②恒温时,将N2和H2的混合气体置入2 L密闭容器中,10 min后反应达到平衡时n(N2)=0.1 mol、n(H2)=0.3 mol,下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是________(填字母)。
【解析】(1)由能量变化图知反应甲是吸热反应,反应乙是放热反应。
依据盖斯定律得热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+118.1 kJ·mol-1。
(2)该反应是气体体积减小的放热反应,所以吸取液再生的适宜条件是高温、低压。
(3)①依据表中信息,在温度不变时,随着压强增大平衡体系中氨的体积分数增大;压强不变时,随着温度的上升平衡体系中氨的体积分数减小。
②合成氨是放热反应,随着反应进行放出热量不变时,反应达到平衡,a正确;该反应容器体积不变,反应过程中气体密度不会发生变化,b正确;在反应过程中气体的物质的量在不断削减,混合气体的平均相对分子质量增加,但不会从0增加,c错误。
答案:(1)吸热CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+118.1 kJ·mol-1
(2)b
(3)①温度恒定,压强越大,生成的氨在平衡体系中的体积分数越大;压强恒定,温度越高,生成的氨在平衡体系中的体积分数越小②a、b
【加固训练】二氧化碳是引起“温室效应”
的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够削减二氧化碳的排放。
(1)在肯定温度下的2 L固定容积的密闭容器中,通入2 mol CO2和3 mol H2,发生的反应为
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________(填编号)。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2 mol H2,同时生成0.4 mol H2O
D.该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1,且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=________(保留两位有效数字)。
若转变条件________(填选项),可使
K=1。
A.增大压强
B.增大反应物浓度
C.降低温度
D.上升温度
E.加入催化剂
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法。
已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1;
CH3OH(g)CH3OH(l) ΔH=-bkJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-ckJ·mol-1;
H2O(g)H2O(l)ΔH=-dkJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为
_________________________________________________________________。
【解析】(1)①A.未达平衡时CO2的体积分数是个变化的量,现在混合气体CO2的体积分数保持不变,说明已经平衡了,A正确;B.混合气体的平均相对分子质量=
m
n
,该反应是n发生变化的可逆反应,质量不变,则平均相对分子质量是变量,正确;C.单位时间内每消耗1.2 mol H2,同时生成0.4 mol H2O,表达的都是v(正),错误;D.该体系中H2O与CH3OH是生成物,任何时候物质的量浓度之比均为1∶1,且保持不变,错误。
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
初始(mol·L-1) 1 1.5 0 0
变化(mol·L-1) 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡(mol·L-1) 0.75 0.75 0.25 0.25
所以K=(0.25×0.25)/(0.75×0.753)≈0.20,而平衡常数是温度的函数,只有通过转变温度,来转变平衡常数,正反应是放热反应,降低温度,K值变大。
(2)依据盖斯定律,CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为
CH3OH(l)+
3
2
O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-(
3
2
c+2d-a-b)kJ·mol-1
答案:(1)①A、B②0.20 C
(2)CH 3OH(l)+3
2
O 2(g)
CO 2(g)+2H 2O(l)ΔH=-(3
2
c+2d-a-b)kJ·mol -1
8.(14分)(2022·济南模拟)(1)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反应,按下
表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强上升。
物质 A B C D 起始投料/mol
2
1
2
①该反应的平衡常数表达式为K=________。
上升温度,平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②能推断该反应是否达到化学平衡状态的依据是__________________________ _________________________________________________________________。
A.容器中压强不变 B.混合气体的密度不变 C.v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶1∶2 D.c(A)=c(C)
(2)为争辩不同条件对反应2NO(g)+Cl 2(g)
2ClNO(g) ΔH<0的影响,在恒温条件下,向2 L 恒容密闭容器
中加入0.2 mol NO 和0.1 mol Cl 2,10 min 时反应达到平衡。
测得NO 的转化率为α1。
其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,平衡时NO 的转化率为α2,则α2____(填“大于”“小于”或“等于”)α1。
【解析】(1)依据表中数据,D(s)为0,故该条件下此反应只能正向进行,该反应的正反应方向是一个气体分子数减小的反应,反应达到平衡状态,体系压强上升,说明正反应方向是一个放热反应。
放热反应中化学平衡常数随温度上升而减小。
(2)若恒压下达到平衡,则相当于加压,平衡正向移动,NO 转化率增大。
答案:(1)①K=c 2(C)c 2(A)·c(B)
减小 ②A 、B
(2)大于
9.(16分)(2022·忻州模拟)近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视,某脱硫技术涉及如下反应: Ⅰ.CaSO 4(s)+ CO(g)
CaO(s)+SO 2(g)+CO 2(g) ΔH=+218.4 kJ·mol -1。
Ⅱ.CaO(s)+3CO(g)+SO 2(g)
CaS(s)+3CO 2(g) ΔH=-394.0 kJ·mol -1。
(1)若用K 1、K 2分别表示反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数,则反应12
CaSO 4(s)+2CO(g)12
CaS(s)+2CO 2(g)的平衡
常数K=________(用含K 1、K 2的式子表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应Ⅰ,测得数据如下:
t/s
10
20
30
50
c(CO)/mol·L -1
3 1.8 1.2 0.9 0.9
前20 s 内v(SO 2)=________mol·L -1·s -1,平衡时CO 的转化率为___________。
(3)某科研小组争辩在其他条件不变的状况下,转变起始一氧化碳物质的量,对反应ⅡCaO(s)+3CO(g)+SO 2(g)
CaS(s)+3CO 2(g)的影响,试验结果如图所示(图中T 表示温度):
①比较在a 、b 、c 三点所处的平衡状态中,反应物SO 2的转化率最高的是________点。
②图象中T 2________(填“高于”“低于”“等于”或“无法确定”)T 1,推断的理由是_______________________________________________________________ _________________________________________________________________。
【解析】(1)①CaSO 4(s)+CO(g)CaO(s)+SO 2(g)+CO 2(g),K 1(反应Ⅰ)
②CaO(s)+3CO(g)+SO 2(g)
CaS(s)+3CO 2,K 2(反应Ⅱ),依据盖斯定律计算
①+②2
得反应
12
CaSO 4(s)+2CO(g)
1
2
CaS(s)+2CO 2(g),K 1=c (CO 2)·c(SO 2)
c(CO)
,K 2=
c 3(CO 2)
c 3(CO)·c(SO 2)
,K 3=c 2(CO 2)c 2(CO)
,计算得到:
K 3=(K 1·K 2)
1
2。
(2) CaSO 4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO 2(g)+CO 2(g)
起始量(mol·L -1) 3 0 变化量(mol·L -1) 1.8 1.8 20 s(mol·L -1) 1.2 1.8 前20 s 内v(SO 2)=1.8 mol·L -1÷20 s=0.09 mol·L -1·s -1;
30 s 达到平衡状态,平衡时CO 的转化率=(3 mol·L -1-0.9 mol·L -1)÷3 mol·L -1×100%=70%。
(3)①依据图象分析,随一氧化碳量的增加,二氧化硫的转化率增大,c 点最大;②该反应是放热反应,依据平衡移动原理,升温,平衡逆向进行,二氧化碳含量减小,所以T 2>T 1。
答案:(1)(K 1·K 2)
12
(2)0.09 70%
(3)①c
②高于 该反应为放热反应,上升温度平衡向逆反应方向移动,CO 2体积分数降低,故T 2高于T 1 【加固训练】煤化工中常需争辩不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H 2O(g)
H 2(g)+CO 2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃ 400 500 800 平衡常数K
9.94
9
1
试回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为___________________。
(2)在800℃发生上述反应,以下表中的物质的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向移动的有________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)。
n(CO) n(H 2O) n(H 2) n(CO 2) A 1 5 2 3 B 2 2 1 1 C 3 3 0 0 D 0.5 2 1 1 E
3
1
2
1
(3)已知在肯定温度下,C(s)+CO 2(g)2CO(g)的平衡常数为K ;C(s)+H 2O(g)
CO(g)+H 2(g)的平衡常数为
K 1;CO(g)+H 2O(g)
H 2(g)+CO 2(g)的平衡常数为K 2;则K 、K 1、K 2之间的关系是
__________________________。
(4)在VL 密闭容器中通入10 mol CO 和10 mol 水蒸气,在T ℃时达到平衡,然后快速通过碱石灰,将所得的混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842 kJ(已知CO 的燃烧热为283 kJ·mol -1,H 2的燃烧热为286 kJ·mol -1),则T ℃时的化学平衡常数K=________。
【解析】(1)依据化学平衡常数表达式的书写规章,该反应的化学平衡常数表达式为K=c (H 2)·c(CO 2)c(CO)·c(H 2O)。
(2)A 项,Q c =2×3
1×5
=1.2>1,平衡左移;
B 项,Q c =
1×12×2=1
4
<1,平衡右移;
C 项,从正反应开头,平衡右移;
D 项,Q c =
1×10.5×2
=1,平衡不移动;
E 项,Q c =
2×13×1=2
3
<1,平衡右移。
B 、C 、E 项符合题意。
(3)由题可知K=
c 2(CO)
c(CO 2)
,K 1=
c (CO)·c(H 2)c(H 2O)
,K 2=
c (H 2)·c(CO 2)
c(CO)·c(H 2O)
,所以K=
K 1
K 2。
(4)设生成的H 2为xmol ,则剩余的CO 为(10-x)mol ,故有286x+(10-x)×283 =2 842,则
x=4,K=4V ·4
V 6V ·6V
=4
9。
答案:(1)K=c (H 2)·c(CO 2)c(CO)·c(H 2O)
(2)B 、C 、E (3)K=K 1K 2
(4)49
10.(14分)(力量挑战题)碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下: 2Al 2O 3(s)+2AlCl 3(g)+6C(s)6AlCl(g)+6CO(g) ΔH=akJ·mol -1
3AlCl(g)
2Al(l)+AlCl 3(g) ΔH=bkJ·mol -1
反应Al 2O 3(s)+3C(s)
2Al(l)+3CO(g)的ΔH=______kJ·mol -1(用含a 、b 的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
某争辩小组向某密闭容器中加入肯定量的活性炭和NO ,发生反应 C(s)+2NO(g)
N 2(g)+CO 2(g) ΔH=QkJ·mol -1。
在T 1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min)
浓度(mol·L -1)
0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60 N 2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 CO 2
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0~10 min 内,NO 的平均反应速率v(NO)=________,T 1℃时,该反应的平衡常数K=______________; ②30 min 后,只转变某一条件,反应重新达到平衡,依据上表中的数据推断转变的条件可能是________(填字母编号)。
a.通入肯定量的NO
b.加入肯定量的活性炭
c.加入合适的催化剂
d.适当缩小容器的体积
③若30 min 后上升温度至T 2℃,达到平衡时,容器中NO 、N 2、CO 2的浓度之比为3∶1∶1,则Q________0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能推断该反应肯定达到化学平衡状态的依据是________(填选项编号)。
a.单位时间内生成2nmol NO(g)的同时消耗nmol CO 2(g) b.反应体系的温度不再发生转变 c.混合气体的密度不再发生转变 d.反应体系的压强不再发生转变
【解析】(1)将第一个方程式除以2与其次个方程式相加得Al 2O 3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g),则ΔH=0.5a+b ;
(2)①v(NO)=
(1.00−0.68)mol·L −1
10min
=0.032 mol·L -1·min -1,20 min 时反应达到平衡状态,K=0.25×0.25(0.5)2
=0.25;
②该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,依据表格知,反应物和生成物浓度都增大,可能的缘由是加入某种物质或缩小容器的体积,故选a 、d ;
③若30 min 后上升温度至T 2℃,达到平衡时,容器中NO 、N 2、CO 2的浓度之比为3∶1∶1,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,故Q<0; ④恒容条件下,体积不变。
a.无论反应是否达到平衡状态,单位时间内生成2nmol NO(g)的同时消耗nmol CO 2(g),故错误。
b.该反应是放热反应,所以反应体系的温度随着反应的进行而转变,当平衡时,反应体系的温度不变,故正确。
c.反应中有固体参与,反应前后气体的质量不等,所以当反应达到平衡时,混合气体的密度不再变化,故正确。
d.无论反应是否达到平衡状态,压强始终不变,故错误。
答案:(1)0.5a+b
(2)①0.032 mol·L -1·min -1 0.25 ②a 、d ③< ④b 、c。