Question

【题目】Ⅰ.为了研究MnO2与双氧水（H2O2）的反应速率，某学生加入少许的MnO2粉末于50mL密度为1.1g/cm3的双氧水溶液中，通过实验测定：在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请依图回答下列问题：

(1)放出一半气体所需要的时间为______；

(2)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序是________；

(3)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为________。（保留2位小数）

Ⅱ.汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH>0，已知该反应在2404 ℃时，平衡常数K=64×10-4。

(1)某温度下，向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，N2的反应速率为_________， 此时N2 的转化率______。　

(2)假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志_____(填字母序号)。

A.消耗1mol N2同时生成1mol O2 B.混合气体密度不变

C.混合气体平均相对分子质量不变 D.2v正(N2)=v逆(NO)

(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，图变化趋势正确的是________(填字母序号)。

(4)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol·L-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1，此时反应v正 _____v逆。

(5)某生提出，下列方法可以冶炼钢铁：FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g) ΔH＞0，ΔS＞0，上述反应在_____（低温或高温）条件下能自发进行。

(6)现有反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH＞0，如图表示反应Ⅱ在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况，则图中t2时刻发生改变的条件可能是_______。

A.升高温度

B.降低温度

C.加入催化剂

D.增大压强

E.减小压强

F.充入CO2

G.分离出部分CO

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ.(1)由图象可知，当放出一半气体所需要的时间为1min；

(2)反应物浓度大小决定反应速率大小，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小，故答案为：D＞C＞B＞A；

(3)由反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑，该反应为不可逆反应，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，

由图象可知，生成氧气的体积为60mL，

2H2O22H2O+O2↑

2mol 22.4L

n(H2O2) 0.06L

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

Ⅱ.(1)根据化学反应速率数学表达式，v(N2)=mol·L-1·min-1=0.05mol·L-1·min-1；

根据反应N2(g)+O2(g)2NO(g)，消耗N2的物质的量为0.5mol，此时N2 的转化率为；

(2)A、用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于系数之比，选项A正确；

B、ρ=，条件是恒容，v不变，反应物和生成物都是气体，气体质量不变，因此密度不能作为达到平衡的标志，选项B错误；

C、M=，气体的质量不变，气体系数之和相等，n不变，因此平均相对分子质量不变，不能作为达到平衡的标志，选项C错误；

D、2v正(N2)= v正(NO)=v逆(NO)，正逆反应速率相等，反应达平衡状态，选项D正确；

答案选AD；

(3)A、化学平衡常数K=，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，因此随着温度的升高，化学平衡常数增大，选项A正确；

B、催化剂只增大反应速率，对化学平衡无影响，选项B错误；

C、先拐先平衡，说明反应速率快，即T1＞T2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，选项C正确；

答案选AC；

(4)此时的Qc==9×10-4，上述反应达到平衡时的化学平衡常数为K=64×10－4，Qc＜K，说明反应向正反应方向移动，v正>v逆；

(5)反应FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g) ΔH＞0，ΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时能自发进行，则高温有利于自发进行，故反应在高温条件下能自发进行；

(6)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，反应是气体体积不变的放热反应，在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，说明平衡逆向进行，降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量均可以实现；答案为：B。