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2020年高考一轮复习题型突破
恒温恒压条件下的等效平衡
(精练题)
恒温恒容与恒温恒压条件平衡比较模式(起始量相同)
SHAPE \* MERGEFORMAT
同温度下,体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol。测得数据如下表:
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3
①
2
3
0
27.78 kJ
②
1.6
1.8
0.8
Q
下列叙述不正确的是
( )
A.容器①②中反应达平衡时压强相等
B.容器②中反应开始时v正>v逆
C.容器②中反应达平衡时,吸收的热量Q为9.26 kJ
D.若条件为“绝热恒容”,容器①中反应达平衡时n(NH3)<0.6 mol
【答案】B
【解析】[ 根据容器①中反应达到平衡时能量的变化可知,该反应中转化的N2的物质的量为=0.3 mol,因此根据三段式法可得
N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)
2
3
0
转化(mol)
0.3
0.9
0.6
平衡(mol)
1.7
2.1
0.6
故平衡常数K=≈0.023<≈0.069,因此容器②中反应向逆反应方向进行,v正<v逆,B项错误;容器①和容器②中平衡为等效平衡,A项正确;容器②中反应达到平衡时生成0.1 mol N2,因此吸收的热量为92.6 kJ/mol×0.1 mol=9.26 kJ,C项正确;若条件改为“绝热恒容”,反应放热,体系的温度升高,而该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,故容器①中反应达到平衡时,NH3的物质的量小于0.6 mol,D项正确。
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在一定条件下,可逆反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0达到平衡,当分别改变下列条件时,请填空:
(1)保持容器容积不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量 (填“增大”“减小”或“不变”,下同);保持容器容积不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量 。
(2)保持压强不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量 ;保持压强不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量 。
(3)保持容器容积不变,通入一定量氖气,则达到平衡时NO2的转化率 ;保持压强不变,通入氖气使体系的容积增大一倍,则达到平衡时NO2的转化率 。
【答案】 (1)减小 减小 (2)不变 不变 (3)不变 减小
【解析】(1)保持容器容积不变,通入一定量NO2,则增加了NO2的浓度,所以平衡正向移动,且NO2转化率比原来大,NO2的百分含量减小;保持容器容积不变,通入一定量N2O4,则增加了N2O4的浓度,所以平衡逆向移动,但其进行的程度比原来的N2O4的转化率要小,所以NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变,通入一定量NO2或N2O4,不影响平衡,所以NO2的百分含量不变。(3)保持容器容积不变,通入一定量氖气,此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变,所以平衡不移动,NO2的转化率不变;保持压强不变,通入氖气使体系的容积增大一倍,则相当于减小压强,所以平衡向生成NO2的方向移动,所以NO2的转化率会减小。
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(1)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH
在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示。
①根据图判断该反应的ΔH (填“>”“<”或“=”)0,理由是 。
②温度为T1时,0~10 min内NO2的平均反应速率v(NO2)= 。
③该反应达到平衡后,为在提高反应速率的同时提高NO2的转化率,可采取的措施有 (填标号)。
A.改用高效催化剂
B.升高温度
C.缩小容器的体积
D.增加CH4的浓度
(2)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/(10-4mol/L)
10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
1.00
c(CO)/(10-3mol/L)
3.60
3.05
2.85
2.75
2.70
2.70
①前2 s内的平均