速率、平衡圖表類綜合題1鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。(1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表：溫度/1 0001 1501 300平衡常數(shù)64.050.742.9請(qǐng)回答下列問(wèn)題：該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_，H_0(填“>”、“<”或“”)。在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中，1 000 時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10 min后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)_，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_。欲提高中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_。 A減少Fe的量 B增加Fe2O3的量C移出部分CO2 D提高反應(yīng)溫度E減小容器的容積 F加入合適的催化劑(2)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是_。(3)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式：_。欲使上述體系中Al3+濃度增加，可加入的物質(zhì)是_。2在2 L容積不變的密閉容器內(nèi)，800 時(shí)反應(yīng)2NO(g)O2(g) 2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表：t/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)用O2的反應(yīng)速率表示02 s內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v_。若上述反應(yīng)在850 下進(jìn)行，反應(yīng)2 s時(shí)n(NO)0.009 mol，并且不再隨時(shí)間而改變，則該反應(yīng)是_熱反應(yīng)。(2)圖中表示NO2濃度變化的曲線是_(填字母)。(3)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_(填序號(hào))。Av(NO2)2v(O2)B容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變Cv逆(NO)2v正(O2)D容器內(nèi)氣體密度保持不變(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是_(填序號(hào))。A及時(shí)分離出NO2B適當(dāng)升高溫度C增大O2的濃度D選擇高效催化劑3在100 時(shí)，將0.40 mol的二氧化氮?dú)怏w充入2 L真空的密閉容器中，每隔一段時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到數(shù)據(jù)如表所示：時(shí)間(s)020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3N4n(N2O4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為_ mol·L1·s1。(2)n3_n4(填“>”、“<”或“”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。(3)若在相同情況下，最初向該容器中充入的是四氧化二氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是_ mol·L1，假設(shè)在80 s時(shí)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時(shí)間變化的曲線。(4)達(dá)到平衡后，如升高溫度，氣體顏色會(huì)變深，則升高溫度后，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(5)達(dá)到平衡后，如向該密閉容器中再充入0.32 mol氦氣，并把容器體積擴(kuò)大為4 L，則平衡將_(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)，其理由是_。4已知下列兩個(gè)反應(yīng)：反應(yīng)：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H1反應(yīng)：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H2(1)相同溫度下，若上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K2，那么K1·K2_。(2)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K1和溫度T的關(guān)系如表一：表一T/7008008501 0001 200K10.60.91.01.72.6則H1_0(選填“>”、“”或“<”)。(3)如果上述反應(yīng)以CO和H2O(g)為起始反應(yīng)物，在T 時(shí)CO和H2O濃度變化如圖所示，且密閉容器的容積為1 L。那么04 min的平均反應(yīng)速率v(CO2)= mol·L-1·min-1，對(duì)照“表一”可知T= 。(4)某溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為2.25。在該溫度下，向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中通入CO2(g)和H2(g)，這兩種物質(zhì)的起始濃度如表二：表二起始濃度甲乙丙c(CO2)(mol·L1)0.010.020.02c(H2)(mol·L1)0.010.010.02反應(yīng)速率最快的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，平衡時(shí)，H2轉(zhuǎn)化率最大的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H2的轉(zhuǎn)化率為_。5汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。(1)4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)H1 200 kJ·mol1對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是_(填代號(hào))。(2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H<0。820 時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K1.0。起始物質(zhì)的量甲乙丙n(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_。平衡時(shí)，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是_。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙_甲；丙_甲(填“>”、“”或“<”)。丙容器中，通過(guò)改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度_(填“升高”或“降低”)，平衡常數(shù)K_(填“增大”、“減小”或“不變”)。答案1(1)c3(CO2)/c3(CO)<0.006 mol·L1·min160%C(2)b(3)Al(OH)3HAlOH2O鹽酸(合理即給分)2(1)0.001 5 mol·L1·s1放(2)b(3)BC(4)C3(1)0.002 5(2)2.8(3)0.10如圖(4)減小(5)向左移動(dòng)氦氣是惰性氣體，不參與反應(yīng)；擴(kuò)大體積的瞬間，c(NO2)和c(N2O4)都降低為原來(lái)的一半，使c(N2O4)/c2(NO2)增大，并大于該溫度下的平衡常數(shù)K，平衡會(huì)向左移動(dòng)(或氦氣是惰性氣體，不參與反應(yīng)，擴(kuò)大體積相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向左移動(dòng))解析根據(jù)反應(yīng)速率的定義不難解答問(wèn)題(1)。根據(jù)已知表中的數(shù)據(jù)可知6080 s反應(yīng)達(dá)到平衡，故n3=n4。由方程式2NO2(g) N2O4(g)及平衡常數(shù)公式可計(jì)算出其平衡常數(shù)約為2.8。因溫度、體積不變，故達(dá)到等效平衡時(shí)需要N2O4的起始物質(zhì)的量為0.20 mol，即濃度為0.10 mol·L-1。由于再充入0.32 mol氦氣時(shí)對(duì)平衡無(wú)影響，但容器體積擴(kuò)大為4 L時(shí)相當(dāng)于給原平衡減壓，故平衡逆向移動(dòng)。4(1)1(2)>(3)0.03850(4)丙乙60%解析(1)反應(yīng)和反應(yīng)互為逆反應(yīng)，而且溫度相同，故K1與K2互為倒數(shù)關(guān)系。(2)由“表一”中溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系可知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越大，即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H1>0。(3)v(CO2)v(H2O)0.03 mol·L1·min1。4 min時(shí)，c(H2O)0.18 mol·L1，c(CO)008 mol·L1，c(H2)0.12 mol·L1，c(CO2)0.12 mol·L1，所以化學(xué)平衡常數(shù)K11，查“表一”可知K11對(duì)應(yīng)的溫度為850 。(4)丙中的CO2(g)和H2(g)濃度都最大，而三個(gè)容器反應(yīng)溫度都相同，故丙中反應(yīng)速度最大。甲、丙為等效平衡，而乙中CO2(g)的起始濃度大于H2(g)的起始濃度，故乙中H2轉(zhuǎn)化率最大。設(shè)丙中平衡時(shí)CO(g)的濃度為x mol·L1，那么CO2(g)的濃度為(0.02x) mol·L1，H2(g)的濃度為(0.02x) mol·L1，H2O(g)的濃度為x mol·L1，所以Kx2/(0.02x)22.25，解得x0.012，即平衡時(shí)H2(g)的濃度為0.008 mol·L1，故丙中H2的轉(zhuǎn)化率為(0.02 mol·L10.008 mol·L1)/0.02 mol·L1×100%60%。5(1)乙(2)K50%>降低增大解析通過(guò)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響能夠判斷化學(xué)平衡的圖像問(wèn)題；通過(guò)溫度對(duì)放熱反應(yīng)的影響可判斷化學(xué)平衡常數(shù)的變化，同時(shí)可由化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算某反應(yīng)物的變化量，從而得出該物質(zhì)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率。(1)4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)H<0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都增大，甲中正反應(yīng)速率在T2時(shí)沒有增大，故錯(cuò)誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CO的濃度增大，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。(2)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0可以得出c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，反應(yīng)前后氣體體積不變，可得出n(CO2)·n(H2)n(CO)·n(H2O)。甲容器中起始時(shí)n(CO)n(H2O)0.10 mol，滿足等式就是反應(yīng)物轉(zhuǎn)化了一半，故CO的轉(zhuǎn)化率為50%。乙容器中起始時(shí)n(H2O)0.20 mol，相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動(dòng)，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時(shí)n(CO2)n(H2)0.20 mol，相當(dāng)于兩個(gè)甲容器中的量，假設(shè)兩個(gè)甲容器合二為一，反應(yīng)到達(dá)平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，即對(duì)體系加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動(dòng)，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，故K增大。