Question

【题目】研究之间的转化具有重要意义。

(1)已知：

将一定量气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为。

①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。

A.气体的压强不变 B. C.K不变

D.容器内气体的密度不变 E.容器内颜色不变

②时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，气体的平衡转化率为75%，则反应的平衡常数________（对于气相反应，用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，如，p为平衡总压强，为平衡系统中B的物质的量分数）。

③反应温度时，随t（时间）变化曲线如图1，画出时段，随t变化曲线____________。

保持其它条件不变，改变反应温度为，再次画出时段，随t变化趋势的曲线。

(2)氧化反应：分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图2。

I

II

①决定氧化反应速率的步骤是________（填“I”或“II”）。

②在恒容的密闭容器中充入一定量的和气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4（T4>T3），测得随t（时间）的变化曲线如图3。

转化相同量的，在温度_________（填“T3”或“T4”）下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图（图2）分析其原因________。

Answer 1

【答案】AE II ，温度升高，反应I平衡逆移，减小；浓度降低的影响大于温度对反应II速率的影响

【解析】

(1)①根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

②根据转化率求出平衡时各物质的物质的量分数，K ，，p为平衡总压强，据此计算；

③根据平衡时N2O4的浓度求出平衡式NO2的浓度，t1~ t2平衡不移动，浓度不变；该反应焓变大于零，正反应为吸热反应，升高温度平衡右移，据此分析；

(2)①正反应活化能较大的步骤决定整体反应速率；

②转化量相同，即c(NO2)相同；根据反应过程能量图可知，温度升高反应I平衡左移。

(1)①A.恒容条件下平衡正向移动时压强增大，所以当压强不再变化时说明反应达到平衡，故A正确；

B.平衡时v正(N2O4) =v逆(N2O4) ；2v逆(N2O4) = v逆(NO2)，故B错误；

C.温度不变K不变，故C错误；

D.容器内气体的质量不变，且恒容所以密度不会改变，故D错误；

E. NO2显红棕色，平衡正向移动颜色加深，故颜色不变时说明反应平衡，故E正确；

②恒容条件下压强比等于气体的物质的量之比，设初始时刻N2O4的物质的量为n，气体的平衡转化率为75%，则平衡时N2O4的物质的量为0.25n，生成的NO2的物质的量为1.5n，所以p(N2O4)=，p(NO2)=，K；

③初始时刻充入一定量，c(N2O4)=0.04mol/L，则t0时刻c(NO2)=0，t1时刻反应达到平衡，平衡时c(N2O4)=0.01 mol/L，根据方程式可知c(NO2)= 0.06mol/L，t1~ t2平衡不移动，浓度不变；保持其它条件不变，升高温度至T2，该反应焓变大于零，正反应为吸热反应，升高温度平衡右移，故再次平衡时c(NO2)>0.06mol/L，温度升高反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，平衡时刻在t1时刻之前，故图象为：

；

(2)①根据反应过程能量图可知步骤II反应活化能较大，起决定因素；

②据图可知当c(NO2)相同时，T4温度下消耗的时间较长；，温度升高，反应I平衡逆移，减小；浓度降低的影响大于温度对反应II速率的影响。