Question

【題目】隨著我國對環(huán)境問題的重視，碳、氮及其化合物的研究備受關(guān)注。

已知：Ⅰ ；

Ⅱ ；

Ⅲ ．

請回答下列問題：

（1）________。

（2）一定溫度下，向剛性容器中充入和足量，發(fā)生上述反應(yīng)，部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示。

已知曲線a代表的濃度變化，曲線b代表NO的濃度變化，則曲線c代表________的濃度變化。

該剛性容器的容積為________；內(nèi)，的消耗速率________。

該條件下，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ中活化能較大的是________填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”，原因?yàn)?/span>________。

該溫度下，反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)Ⅲ________。

（3）若其他條件不變，將恒溫容器改為絕熱容器，再次達(dá)到平衡后，與原平衡相比，CO的體積分?jǐn)?shù)________填“增大”“減小”或“不變”，原因?yàn)?/span>________。

Answer 1

【答案】 反應(yīng)Ⅱ 反應(yīng)I的反應(yīng)速率較快 增大 反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均為放熱反應(yīng)，則絕熱容器平衡時(shí)的溫度高于恒容容器平衡時(shí)的溫度，導(dǎo)致反應(yīng)Ⅲ的平衡逆向移動(dòng)

【解析】

結(jié)合已知熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素守恒進(jìn)行分析；

已知物質(zhì)的量和濃度可求體積，根據(jù)計(jì)算反應(yīng)速率；

由圖可知，開始時(shí)NO和CO的生成速率較快，反應(yīng)速率越快，活化能越小；

根據(jù)元素守恒計(jì)算反應(yīng)Ⅲ平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度，進(jìn)入計(jì)算該溫度下，反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)；

反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均為放熱反應(yīng)，則絕熱容器平衡時(shí)的溫度高于恒容容器平衡時(shí)的溫度，升溫平衡逆向移動(dòng)，據(jù)此分析。

根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅲ反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)，則；故答案為：；

根據(jù)化學(xué)方程式及圖中信息可知，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ在第時(shí)完全反應(yīng)，且只有反應(yīng)Ⅲ為可逆反應(yīng)。根據(jù)化學(xué)方程式可知，參與反應(yīng)的和C的物質(zhì)的量之比為，結(jié)合元素守恒可知，最終平衡體系的氣體中碳元素和氮元素的物質(zhì)的量濃度均為，其中和的物質(zhì)的量濃度相等，均為，則的物質(zhì)的量濃度為，所以曲線c代表的濃度變化；故答案為：；

向剛性容器中充入的的物質(zhì)的量為，起始濃度為，所以剛性容器的容積為；內(nèi)，的消耗速率；故答案為：；；

由圖可知，開始時(shí)NO和CO的生成速率較快，說明反應(yīng)I的速率大于反應(yīng)Ⅱ，說明反應(yīng)I的活化能較小，所以該條件下，反應(yīng)Ⅱ的活化能較大；故答案為：反應(yīng)Ⅱ；反應(yīng)I的反應(yīng)速率較快；

根據(jù)元素守恒可知，氣態(tài)碳元素、氮元素的總濃度均為，和的物質(zhì)的量相等，故的物質(zhì)的量的2倍等于的物質(zhì)的量，則反應(yīng)Ⅲ平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度如下單位：，c(CO)=c(NO)=0.1mol/L，c(N2)=0.45mol/L，c(CO2)= 0.9mol/L，所以該溫度下，反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)；故答案為：3645；

反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均為放熱反應(yīng)，則絕熱容器平衡時(shí)的溫度高于恒容容器平衡時(shí)的溫度，導(dǎo)致反應(yīng)Ⅲ相對于原平衡逆向移動(dòng)，CO的體積分?jǐn)?shù)增大；故答案為：增大；反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均為放熱反應(yīng)，則絕熱容器平衡時(shí)的溫度高于恒容容器平衡時(shí)的溫度，導(dǎo)致反應(yīng)Ⅲ的平衡逆向移動(dòng)。