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已知NO2和N2O4可以相互转化: N2O4  2NO2,某温度时,把1mol N2O4气体通入体积为10L的真空密闭容器中,立即出现棕色,反应进行4s时NO2的浓度为0.04mol/L,再经过一定时间后,反应到达平衡,这时容器内压强为开始时的1.8倍。

(1)前4s中以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度为            mol/L·s

(2)在4s时容器内的压强为开始时的           

(3)在平衡时容器内含N2O4                mol

(4)在平衡时容器内NO2的浓度为           mol/L

(5)平衡时N2O4的转化率为          

 

【答案】

(1)0.005mol/(L·s)(2)1.2倍(3)0.2mol(4)0.16mol/L (5)80%

【解析】

试题分析:N2O42 NO2

(1)反应进行4s时NO2的浓度为0.04mol/L;则v(NO2)="0.04mol/L" / 4s="0.04mol/(L·s)" ;v(N2O4)/v(NO2)=1/2,故前4秒以N2O4浓度变化表示的平均反应速率为0.005mol/(L·s)

(2)等温等容,压强与气体的物质的量成正比。则4秒时,n(NO2)="0.04mol/L" * 10L = 0.4mol

参加反应的N2O4为0.2mol,则此时容器内气体总物质的量为1mol-0.2mol+0.4mol=1.2mol,起始是容器中只有1mol N2O4气体,则在4s时容器内的压强为开始时的1.2倍;

(3)平衡时压强为开始的1.8倍,则平衡时容器内气体物质的量为1.8mol,设参加反应的N2O4为x,则有(1-x)+2x=1.8 解得:x=0.8mol,则在平衡时容器内含N2O的物质的量为:1mol-0.8mol=0.2mol;

(4)由于在平衡时容器内含N2O0.8mol,故此时容器内NO2的浓度为(0.8*2)/10 mol/L =0.16mol/L,则在平衡时容器内NO2的浓度为0.16mol/L;

(5)平衡时消耗的N2O4物质的量为:0.8mol ,则平衡时N2O4的转化率为:0.8mol/1mol=80% ;

考点:可逆反应、化学反应速率、转化率

点评:化学反应速率为高考重要考点之一,基础演算能力的要求较高,而且全面要求考生对可逆反应、化学反应速率等相关知识的理解与熟练掌握,具有一定的分析力度与考查难度,考生平时应当多注重化学反应速率相关内容的实践练习。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一定体积为2L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示.
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线
X
X
表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是
bd
bd
.下列不能说明该反应已达到平衡状态的是
B
B

A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变
(2)①前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=
0.04
0.04
mol/(L?min).
②0~15min,反应2NO2(g)?N2O4(g)的平衡常数K(b)=
10
9
10
9

(3)反应25min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
增大NO2的浓度
增大NO2的浓度
(用文字表达);其平衡常数K(d)
=
=
K(b)(填“>”“=”或“<”).
(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是
B、D
B、D

A.加入催化剂   B.缩小容器体积
C.升高温度  D.加入一定量的N2O4

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择.化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求.如图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)该产业链中属于高中阶段常见的在低温下能自发进行的反应是:
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3

(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
它所对应的化学反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

(3)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g)?2CO(g)平衡常数K1
CO(g)+H2O(g )?H2(g)+CO2(g)平衡常数K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)  平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2

(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
75%
75%

(5)从图1看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的结构式分别是.实验测得N-N键键能为167kJ?mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1.请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.对反应N2O4(g)?2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示.下列说法正确的是
D
D

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)0.2mol/L的NaOH与0.4mol/L的上述产业链中一产品化肥硝酸铵溶液等体积混合后,溶液中所有分子和离子( 除水和氨分子外)等微粒从大到小的顺序是
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+

(7)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?宿迁二模)已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图.下列说法正确的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)(正反应为放热反应).现将一定量NO2 和N2O4 的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物的浓度随时间变化的关系曲线如图所示.请回答下列问题:
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线
X
X
表示NO2 浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是
bd
bd

(2)前10min内用NO2 表示的化学反应速率v(NO2 )=
0.04
0.04
mol/(L?min)-1;反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是
加入0.4molNO2
加入0.4molNO2

(3)若要达到与最后的平衡状态相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是
BD
BD
(填序号)
①加入催化剂  ②缩小容器体积  ③升高温度    ④加入一定量的N2O4

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图.下列说法正确的是(  )
A、图中的两条曲线,X是表示NO2浓度随时间的变化曲线B、a、b、c、d四个点中,只有b、d点的化学反应处于平衡状态C、25 min时,导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1LD、前10 min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06 mol/(L?min)

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