Question

汽車(chē)尾氣中含有CO、NO₂，消除這兩種物質(zhì)對(duì)大氣的污染是安裝尾氣凈化裝置，使它們發(fā)生反應(yīng)：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H＜0
（1）一定條件下，若該反應(yīng)在一透明密閉容器中進(jìn)行，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
a．恒溫恒容下，混合氣體的顏色逐漸變淺
b．恒溫恒容下，混合氣體的壓強(qiáng)不再變化
c．恒溫恒壓下，混合氣體的質(zhì)量不再變化
（2）某學(xué)習(xí)小組研究在其他條件不變時(shí)，改變溫度（T₁＜T₂）對(duì)該反應(yīng)化學(xué)平衡的影響，下列曲線正確的是

 

（填字母）．

（3）N₂O₄是火箭推進(jìn)劑原料的之一，火箭殘骸中常出現(xiàn)紅棕色氣體，是因?yàn)樵诔�溫下就存在反�?yīng)：N₂O₄（g）?2NO₂（g）．當(dāng)溫度升高時(shí)，混合氣體顏色變深，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（4）如果要測(cè)定NO₂的相對(duì)分子質(zhì)量，在下列條件中，測(cè)定結(jié)果誤差最小的是

 

（填字母）．
a．溫度為0℃，壓強(qiáng)為5.05×10⁴ Pa
b．溫度25℃，壓強(qiáng)為1.01×10⁵ Pa
c．溫度100℃，壓強(qiáng)為5.05×10⁴ Pa
（5）在t℃、1.01×10⁵ Pa下，密閉容器中的N₂O₄和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)，c（N₂O₄）=0.0480mol?L^-1，c（NO₂）=0.0600mol?L^-1．
①反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的化學(xué)平衡常數(shù)K為

 

．（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）
②現(xiàn)用一定量的Cu與足量的濃HNO₃反應(yīng)，制得1.00L達(dá)到平衡狀態(tài)的NO₂和N₂O₄的混合氣體（t℃、1.01×10⁵ Pa下），則該混合氣體中N₂O₄的物質(zhì)的量為

 

mol．理論上至少需要消耗Cu為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的調(diào)控作用,產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時(shí)間的變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，該反應(yīng)中只有二氧化氮為有色氣體、正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向著逆向移動(dòng)，但是正逆反應(yīng)速率都同時(shí)增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（3）顏色加深，說(shuō)明二氧化氮的含量增加，平衡向著生成二氧化氮的方向移動(dòng)；
（4）根據(jù)反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）為吸熱反應(yīng)、正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)分析平衡向著正向移動(dòng)的條件；
（5）①根據(jù)不足數(shù)據(jù)及平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）的化學(xué)平衡常數(shù)K；
②計(jì)算N₂O₄和NO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算Cu的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算Cu的質(zhì)量．

解答： 解：（1）a．恒溫恒容下，混合氣體的顏色逐漸變淺，說(shuō)明二氧化氮的濃度仍然發(fā)生變化，正逆反應(yīng)速率不相等，沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．恒溫恒容下，混合氣體的壓強(qiáng)不再變化，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，若壓強(qiáng)不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故b正確；
c．恒溫恒壓下，混合氣體的質(zhì)量不再變化，反應(yīng)前后都是氣體，氣體的總質(zhì)量始終不變，所以混合氣體的總質(zhì)量不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故c錯(cuò)誤；
故選b；
（2）A、溫度發(fā)生變化，化學(xué)平衡或發(fā)生移動(dòng)，所以一氧化碳的百分含量不會(huì)相等，故A錯(cuò)誤；
B、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向著逆向移動(dòng)，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率關(guān)系為：T₁＞T₂，故B正確；
C、升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向著逆向移動(dòng)，所以逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，圖象中升高溫度后，正反應(yīng)速率不變是錯(cuò)誤的，故C錯(cuò)誤；
故選B；
（3）當(dāng)溫度升高時(shí)，混合氣體顏色變深，說(shuō)明生成的二氧化氮的濃度增大，平衡向著正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（4）如果要測(cè)定NO₂的相對(duì)分子質(zhì)量，應(yīng)該滿足二氧化氮的含量越高越好，即平衡向著正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度越高越好；該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)越小，測(cè)定結(jié)果越準(zhǔn)確，綜合考慮，選項(xiàng)c的條件下，二氧化氮的含量較大，測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確，
故選c；
（5）①平衡時(shí)，c（NO₂）=0.0600mol?L^-1、c（N₂O₄）=0.0480mol?L^-1，反應(yīng)2NO₂（g?N₂O₄（g）的平衡常數(shù)k=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.0480

0.06002

=13.3，
故答案為：13.3；
②溫度壓強(qiáng)相同，二氧化氮和四氧化二氮的濃度不變，所以N₂O₄的物質(zhì)的量為：1L×0.0480mol?L^-1=0.0480mol，NO₂的物質(zhì)的量為：1L×0.0600mol?L^-1=0.0600mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)Cu的物質(zhì)的量為：

0.0600mol×1+0.048mol×2

2

=0.078mol，故參加反應(yīng)的Cu的質(zhì)量為0.078mol×64g/mol=4.992g，
故答案為：0.0480；4.992．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素及其應(yīng)用、化學(xué)平衡的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡的影響因素，明確化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及判斷方法，掌握化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法．