16.在80℃時,0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2O4?2NO2 △H>0,隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到如下數(shù)據(jù):
時間(s)n(mol)020406080100
n(N2O40.40a0.20cde
n(NO20.000.24b0.520.600.60
(1)計算20s-40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為0.002mol/(L•s).
(2)80℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.8mol•L-1
(3)反應(yīng)進行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低,混合氣體的顏色變淺(填“變淺”、“變深”或“不變”).
(4)要增大該反應(yīng)的K值,可采取的措施有(填序號)D,若要重新達到平衡時,使[NO2]/[N2O4]值變小,可采取的措施有(填序號)AB.
A.增大N2O4的起始濃度           B.向混合氣體中通入NO2
C.使用高效催化劑                D.升高溫度
(5)如圖是80℃時容器中N2O4物質(zhì)的量的變化曲線,請在該圖中補畫出該反應(yīng)在60℃時N2O4物質(zhì)的量的變化曲線.

分析 (1)由20s時二氧化氮物質(zhì)的量計算20s反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量,進而計算20s容器內(nèi)四氧化二氮的物質(zhì)的量,再計算20s~40s參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(N2O4);
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,80s時反應(yīng)達平衡狀態(tài),計算出平衡時反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量,進而計算平衡時各組分的濃度,代入平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$計算;
(3)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,二氧化氮的濃度降低;
(4)平衡常數(shù)只受溫度影響,增大該反應(yīng)的K值,應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動;
若要重新達到平衡時,使[NO2]/[N2O4]值變。篈.增大N2O4的起始濃度,等效為增大壓強,平衡逆向移動;
B.向混合氣體中通入NO2,等效為增大壓強,平衡逆向移動;C.使用高效催化劑,不影響平衡移動;D.升高溫度,平衡向正反應(yīng)移動;
(5)降低溫度反應(yīng)速率降低,到達平衡的時間比80℃時長,平衡逆反應(yīng)移動,平衡時N2O4的物質(zhì)的量較80℃時大,以此畫圖.

解答 解:(1)20s時△n(NO2)=0.24mol,故△n(N2O4)=$\frac{1}{2}$△n(NO2)=$\frac{1}{2}$×0.24mol=0.12mol,所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol,故20s~40s參加反應(yīng)的四氧化二氮的物質(zhì)的量為0.28mol-0.2mol=0.08mol,所以20s-40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為$\frac{\frac{0.08mol}{2L}}{40s-20s}$=0.002mol/(L•s),
故答案為:0.002mol/(L•s);
(2)由表中數(shù)據(jù)可知80s時,反應(yīng)達平衡狀態(tài),80s時△n(NO2)=0.6mol,所以△n(N2O4)=$\frac{1}{2}$△n(NO2)=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol,故d=0.4mol-0.3mol=0.1mol,故c(N2O4)=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L,c(NO2)=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L,所以該溫度下平衡常數(shù)k=$\frac{0.{3}^{2}}{0.05}$mol•L-1=1.8mol•L-1,
故答案為:1.8mol•L-1;
(3)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,二氧化氮的濃度降低,混合氣體的顏色變淺,
故答案為:變淺;
(4)平衡常數(shù)只受溫度影響,增大該反應(yīng)的K值,應(yīng)改變溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),應(yīng)升高溫度;
若要重新達到平衡時,使[NO2]/[N2O4]值變小,應(yīng)改變平衡使平衡向正反應(yīng)方向移動,
A.增大N2O4的起始濃度,等效為增大壓強,平衡逆向移動,[NO2]/[N2O4]值變小,故A正確;
B.向混合氣體中通入NO2,等效為增大壓強,平衡逆向移動,[NO2]/[N2O4]值變小,故B正確;
C.使用高效催化劑,不影響平衡移動,故C錯誤;
D.升高溫度,平衡向正反應(yīng)移動,[NO2]/[N2O4]值增大,故D錯誤,
故答案為:D;AB;
(5)降低溫度反應(yīng)速率降低,到達平衡的時間比80℃時增大,平衡逆反應(yīng)移動,平衡時N2O4的物質(zhì)的量較80℃時大,故該反應(yīng)在60℃時N2O4物質(zhì)的量的變化曲線為:,
故答案為:

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移、平衡圖象等,(4)中AB選項等效為增大壓強到達平衡狀態(tài),注意對等效平衡的理解,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.聚丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)為,下列有關(guān)它的說法中,不正確的是( 。
A.它可由CH2=CH-COOR經(jīng)加成聚合反應(yīng)得到
B.在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)
C.聚丙烯酸酯材料是一種混合物
D.聚丙烯酸酯是高分子化合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.現(xiàn)有A、B、C三種短周期元素,原子序數(shù)依次遞增.A與C的質(zhì)子數(shù)之和為27,最外層電子數(shù)之差為5;0.9g單質(zhì)B與足量鹽酸反應(yīng),收集到氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).請回答下列問題:
(1)B元素在元素周期表中的位置是第三周期 IIIA族
(2)A、B、C三種元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性漸強、堿性漸弱的順序是(寫化學(xué)式)NaOH、Al(OH)3、H2SO4
(3)A、B兩元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物之間可以發(fā)生反應(yīng),其離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(4)將B單質(zhì)與石墨按圖裝置連接,石墨電極的名稱為正極;另一電極反應(yīng)式為:Al-3e-=Al3+
(5)C的一種氧化物是常見的大氣污染物.為防止大氣污染,某化工廠用NaOH溶液、石灰和O2處理含C的上述氧化物的尾氣,使其轉(zhuǎn)化為石膏(CaSO4•2H2O).假設(shè)在轉(zhuǎn)化過程中C元素不損失,每天處理1120m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)含2%(體積分?jǐn)?shù))上述氧化物的尾氣,理論上可以得到多少千克石膏?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.有部分元素的性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)如下表:
元素編號元素性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)
T最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍
X常溫下單質(zhì)為雙原子分子,分子中含有3對共用電子對
YM層比K層少1個電子
Z第三周期元素的簡單離子中半徑最小
(1)寫出元素T的原子結(jié)構(gòu)示意圖:
(2)元素Y與元素Z相比,金屬性較強的是Na(用元素符號表示).下列表述中能證明這一事實的是cd(填序號).
a.Y單質(zhì)的熔點比Z單質(zhì)低       b.Y的化合價比Z低
c.Y單質(zhì)與水反應(yīng)比Z單質(zhì)劇烈   d.Y最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性比Z強
(3)寫出T與Y形成的化合物的化學(xué)式Na2O,Na2O2
(4)元素T和氫元素以原子個數(shù)比1:1化合形成化合物Q,元素X與氫元素以原子個數(shù)比1:2化合形成常用作火箭燃料的化合物W,Q與W發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成X單質(zhì)和T的另一種氫化物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列有機物中,既能使溴水褪色,也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,還能使藍色石蕊試紙變紅的是( 。
A.丙烯酸B.甲酸乙酯C.甲苯D.乙酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

1.已知①氯水和溴水能將Fe2+氧化成Fe3+,而碘水不能;
②Fe3+可以使KI-淀粉試液變藍色.
(1)向100mL  FeBr2溶液中通入標(biāo)況下體積為3.36L的Cl2,充分反應(yīng)后測得溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol/L;
(2)向含1molFeI2和2mol FeBr2溶液中通入3mol Cl2后,溶液中所含各種離子的個數(shù)之比是n(Fe3+):n(Br-):n(C1-)=1:1:2;
(3)向含a molFeI2和bmol FeBr2溶液中通入c mol Cl2,若要保證溶液中含有兩種陽離子,c的取值范圍是a<c<(1.5a+0.5b).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.在室溫條件下,如下方法配制溶液,其濃度正確的是(  )
A.1mol Na2CO3固體溶于1L水中配成溶液,其物質(zhì)的量濃度為1mol/L
B.40g NaOH固體溶于100g水,配成的溶液質(zhì)量百分比濃度為40%
C.22.4L氨氣溶于水配成1L溶液,其物質(zhì)的量濃度為1mol/L
D.1mol NaCl固體溶于水配成1L溶液,其物質(zhì)的量濃度為1mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列關(guān)于對鹵素元素性質(zhì)的比較說法中正確的是(  )
A.從上到下氫化物的熔沸點逐漸升高
B.從上到下單質(zhì)的還原性逐漸減弱
C.從上到下最高價氧化物的水化物酸性逐漸減弱
D.從上到下原子得電子的能力逐漸增強

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.如圖是元素周期表中的一部分,據(jù)此回答下列有關(guān)問題:

(1)寫出只由①、②兩元素形成的最簡單的有機化合物的電子式
(2)畫出④元素簡單離子的結(jié)構(gòu)示意圖
(3)某原子的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示,其在周期表中的位置為第四周期ⅦA族,該元素的符號為Br;上表中與其同主族的元素為氯(填元素名稱),通過簡單實驗可比較這兩種元素非金屬性的強弱(實驗簡單、現(xiàn)象明顯),寫出該實驗原理的離子反應(yīng)方程式Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(4)⑤元素的最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為NaOH,其中所含的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價鍵,該物質(zhì)為離子化合物(填共價或離子).
(5)將⑦對應(yīng)的單質(zhì)投入稀硫酸中發(fā)生反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若將⑦對應(yīng)的單質(zhì)和②對應(yīng)的單質(zhì)用導(dǎo)線連接后投入稀硫酸溶液中,組成的裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,正極的電極反應(yīng)式2H++2e-=H2↑.
(6)③、④兩元素形成的化合物A為紅棕色氣體,將其密封于玻璃儀器中并加熱會發(fā)現(xiàn)顏色變深,原因是存在平衡2NO2?N2O4,且正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向生成NO2的方向移動,NO2濃度增大.

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