Question

【題目】Ⅰ.為了研究MnO2與雙氧水（H2O2）的反應速率，某學生加入少許的MnO2粉末于50mL密度為1.1g/cm3的雙氧水溶液中，通過實驗測定：在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖所示。請依圖回答下列問題：

(1)放出一半氣體所需要的時間為______；

(2)A、B、C、D各點反應速率快慢的順序是________；

(3)過氧化氫溶液的初始物質(zhì)的量濃度為________。（保留2位小數(shù)）

Ⅱ.汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0，已知該反應在2404 ℃時，平衡常數(shù)K=64×10-4。

(1)某溫度下，向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1mol，5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5mol，N2的反應速率為_________， 此時N2 的轉(zhuǎn)化率______。　

(2)假定該反應是在恒容條件下進行，判斷該反應達到平衡的標志_____(填字母序號)。

A.消耗1mol N2同時生成1mol O2 B.混合氣體密度不變

C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變 D.2v正(N2)=v逆(NO)

(3)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，圖變化趨勢正確的是________(填字母序號)。

(4)該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1mol·L-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1，此時反應v正 _____v逆。

(5)某生提出，下列方法可以冶煉鋼鐵：FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g) ΔH＞0，ΔS＞0，上述反應在_____（低溫或高溫）條件下能自發(fā)進行。

(6)現(xiàn)有反應：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH＞0，如圖表示反應Ⅱ在t1時刻達到平衡，在t2時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況，則圖中t2時刻發(fā)生改變的條件可能是_______。

A.升高溫度

B.降低溫度

C.加入催化劑

D.增大壓強

E.減小壓強

F.充入CO2

G.分離出部分CO

Answer 1

【答案】1min D > C > B > A 0.11mol/L 0.05mol/(L·min) 50% AD AC > 高溫 B

【解析】

Ⅰ.(1)由圖象可知，當放出一半氣體所需要的時間為1min；

(2)反應物濃度大小決定反應速率大小，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也隨著減小，故答案為：D＞C＞B＞A；

(3)由反應方程式為：2H2O22H2O+O2↑，該反應為不可逆反應，在5min后，收集到的氣體體積不再增加，說明過氧化氫完全分解，

由圖象可知，生成氧氣的體積為60mL，

2H2O22H2O+O2↑

2mol 22.4L

n(H2O2) 0.06L

n(H2O2)==0.00536mol，所以c(H2O2)==0.11mol·L-1；

Ⅱ.(1)根據(jù)化學反應速率數(shù)學表達式，v(N2)=mol·L-1·min-1=0.05mol·L-1·min-1；

根據(jù)反應N2(g)+O2(g)2NO(g)，消耗N2的物質(zhì)的量為0.5mol，此時N2 的轉(zhuǎn)化率為；

(2)A、用不同物質(zhì)的反應速率表示達到平衡，要求反應方向一正一逆，且反應速率之比等于系數(shù)之比，選項A正確；

B、ρ=，條件是恒容，v不變，反應物和生成物都是氣體，氣體質(zhì)量不變，因此密度不能作為達到平衡的標志，選項B錯誤；

C、M=，氣體的質(zhì)量不變，氣體系數(shù)之和相等，n不變，因此平均相對分子質(zhì)量不變，不能作為達到平衡的標志，選項C錯誤；

D、2v正(N2)= v正(NO)=v逆(NO)，正逆反應速率相等，反應達平衡狀態(tài)，選項D正確；

答案選AD；

(3)A、化學平衡常數(shù)K=，此反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，因此隨著溫度的升高，化學平衡常數(shù)增大，選項A正確；

B、催化劑只增大反應速率，對化學平衡無影響，選項B錯誤；

C、先拐先平衡，說明反應速率快，即T1＞T2，此反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，N2的轉(zhuǎn)化率增大，選項C正確；

答案選AC；

(4)此時的Qc==9×10-4，上述反應達到平衡時的化學平衡常數(shù)為K=64×10－4，Qc＜K，說明反應向正反應方向移動，v正>v逆；

(5)反應FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g) ΔH＞0，ΔS＞0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0時能自發(fā)進行，則高溫有利于自發(fā)進行，故反應在高溫條件下能自發(fā)進行；

(6)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，反應是氣體體積不變的放熱反應，在t2時刻因改變某個條件濃度發(fā)生變化的情況是二氧化碳濃度增大，一氧化碳濃度減小，說明平衡逆向進行，降低溫度或增加水蒸氣的量或減少氫氣的量均可以實現(xiàn)；答案為：B。