Question

根据要求，回答下列问题：

I.一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中进行反应：aM(g)⇌bN(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：

(1)此反应的化学方程式中，已知化学计量数之比为最简整数比，则b=________。

(2)若t₂—t₁=10min，则从t₁到t₂时刻，平均反应速率v(N)=________。

(3)t₁、t₂、t₃三个时刻中，______时刻达到反应的最大限度。

II.一种新型催化剂用于 NO 和 CO 的反应：2NO+2CO⇌2CO₂ +N₂。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。

实验序号	t(℃)	NO 初始浓度(mo1•L^-1)	CO初始浓度 (mo1•L^-1)	催化剂的比表面积 (m^2 •g^-1)
I	280	1.20×10^-3	5.80×10^-3	82
II	280	1.20×10^-3	b	124
III	350	a	5.80×10^-3	82

(1)表中，a=______，b=______。

(2)能验证温度对化学反应速率的影响规律的实验是________(填实验序号)。

(3)实验I和实验II中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验II的曲线是___________(填“甲”或“乙”)。

 

(4)若在容积固定的绝热容器中发生反应2NO+2CO⇌2CO₂ +N₂，则不能说明该反应已达到平衡状态的是_________(填标号)。

A.容器内混合气体温度不再变化 B.容器内的气体压强保持不变 C.2v_逆(NO)=v_正(N₂)  D.容器内混合气体密度保持不变

Answer

1 0.05mo1.L-1 .min-1 t3 1.20×10-3 5.80× 10-3 I和III 乙 CD

【解析】

I．(1)化学方程式的系数之比等于各物质的物质的量的变化量之比；

(2)若t2-t1=10 min，则从t1到t2时刻，以N的浓度变化表示该反应的平均反应速率v=；

(3)t1、t2时刻随时间变化，M、N物质的量发生变化，t3时刻，M、N物质的量随时间变化不变，反应达到平衡状态；

II．验证温度对化学反应速率的影响，温度要不同，其他条件相同；验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，要催化剂的比表面积不同，其他条件相同；

(2)验证温度对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同，其他条件要相同；

(3)催化剂的表面积大，反应速率快，达平衡的时间短；

(4)根据反应达到平衡状态时的特点或物理量由变化量变为不变量来分析判断。

I．(1)参加反应的M的物质的量为8mol−2mol=6mol，生成的N的物质的量是5mol−2mol=3mol，所以此反应的化学方程式中a:b=6:3=2:1，已知计量系数比为最简整数比，b为1；

(2)若t2−t1=10 min，则从t1到t2时刻，以N的浓度变化表示该反应的平均反应速率v==0.05mol/(L∙min)；

 (3)t1、t2时刻随时间变化，M、N物质的量发生变化，t3时刻，M、N物质的量随时间变化不变，反应达到平衡状态，t3时刻达到反应的最大限度；

II. (1)验证温度对化学反应速率的影响，温度要不同，其他条件相同，所以a=1.2×10−3；验证催化剂的表面积对化学反应速率的影响，要催化剂的表面积不同，其他条件相同，b=5.80×10−3；

(2)验证温度对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同，其他条件要相同；

(3)催化积表面积大，反应速率快，达平衡的时间短，曲线乙的斜率大，达到平衡的时间短，反应快；

(4)A．因反应在绝热容器中进行，容器内的温度会变化，当温度不再变化时，说明反应已达到平衡状态， 故A能说明该反应已达到平衡状态；

B．该反应是一个反应前后气体体积减小的反应，当容器内的气体压强保持不变时，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡状态，故B能说明该反应已达到平衡状态；

C．v逆(NO)= 2v正(N2)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故2v逆(NO)=v正(N2)时反应没有达到平衡状态， 故C不能说明该反应已达到平衡状态；

D．由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，则容器内混合气体的密度一直保持不变，故混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态，故D不能说明该反应已达到平衡状态；

答案选CD。