试题与答案

在2L密闭容器中反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在三种不同条件下进

题型:问答题

题目:

在2L密闭容器中反应2NO2(g) 

2NO(g)+O2(g)在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在850℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol•L-1)随时间(min)的变化如图所示.请回答下列问题:

(1)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,得出的下列结论中正确的是______.(填字母)

A. 实验Ⅱ和实验I相比,可能隐含的反应条件是:反应容器的体积缩小了

B.实验Ⅱ和实验I相比,可能隐含的反应条件是:使用效率更高的催化剂

C.实验I条件下该反应的平衡常数大于实验Ⅲ条件下该反应的平衡常数

D.对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,该反应是吸热反应

(2)若实验Ⅰ中NO2的起始浓度改为1.2mol•L-1,其它条件不变,则达到平衡时所需用的时间______40min(填“大于”、“等于”或“小于”),NO2的转化率将______(填“增大”、“减小”或“不变”).

(3)若实验Ⅰ中达平衡后,再向密闭容器中通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),则平衡将______(填“向左”、“向右”、“不”)移动,新平衡状态时NO2的物质的量浓度为______ mol•L-1

(4)若将实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的氧气______L.

答案:

(1)实验Ⅱ和实验I相比,反应都从浓度为1.0mol/LNO2的分解开始建立平衡,温度相同,平衡时NO2的浓度相同,到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少,即条件改变只加快反应速率,不影响平衡移动,反应前后为气体体积减小的反应,故只能是实验Ⅱ使用催化剂.故A错误,B正确;

对比实验Ⅰ和Ⅲ,实验Ⅲ温度升高,平衡时二氧化氮的浓度减少,平衡向正反应进行,升高温度平衡向吸热方向移动,所以正反应为吸热反应,故D正确;

温度升高平衡向正反应进行,所以平衡常数增大,故C错误.

故答案为:BD;

(2)浓度增大,压强增大,反应加快,缩短到达平衡时间,达到平衡时所需用的时间小于40min;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动,NO2转化率减小,

故答案为:小于;减小;

(3)实验Ⅰ中达平衡后,c(NO2)=0.5mol/L,

                2NO2(g) 

2NO(g)+O2(g)

开始(mol/L):1                 0       0

变化(mol/L):0.5               0.5     0.25

平衡(mol/L):0.5               0.5     0.25

平衡常数k=

c(NO)2•c(O2)
c2(NO2)
=
0.52×0.25
0.52
=0.25,

通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),此时为c(NO2)=0.5mol/L+

1mol
2L
=1mol/L,c(NO)=0.5mol/L+
1mol
2L
=1mol/L,c(O2)=0.25mol/L,

浓度商为Qc=

12×0.25
12
=0.25,等于平衡常数,所以平衡不移动;NO2的物质的量浓度为 1mol/L,

故答案为:不;1.0;

(4)由4NO2+O2 +2H2O=4HNO3,可知需要n(NO2)=

1
4
n(NO2)=
1
4
×1mol/L×2L=0.5mol,所以需要氧气的最小体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,

故答案为:11.2.

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