T℃时，在一个体积为2L的密闭容器中，气体X和气体Y反应生成气体Z，反应过程中X、Y、Z物质的量的变化如图所示：回答下列问题：

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1. T℃时，在一个体积为2L的密闭容器中，气体X和气体Y反应生成气体Z，反应过程中X、Y、Z物质的量的变化如图所示：

回答下列问题：

(1) 写出该反应的化学方程式：，该反应的△S0(填“＜”、“=”或“＞”)。

(2) 0~4分钟内，X的平均消耗速率为，Z的平均生成速率为。

(3) T℃时，平衡常数K=。

(4) 反应达到平衡时，Y的转化率为，X与Y的转化率之比为。

(5) 恒容条件下，下列措施中能使 $\text{[math]}$ 降低的有(填选项字母)。

A.充入氦气 B.使用催化剂 C.再充入2.4molX和1.6molY

【考点】

化学平衡状态的判断; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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填空题普通

1. 回答下列问题：

(1) 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表(累计值)：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)(标准状况)	50	120	232	290	310

①上述实验过程中，反应速率最大时间段是(选填字母作答)，该时间段反应速率最大的主要原因是。

A.0～1min B.1～2min C.2～3min D.3～4min E.4～5min

②求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(假设反应过程中溶液体积不变)。

(2) 某温度下在容积为1L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是。

②该反应达到平衡状态的标志是。

A.X的浓度不再改变

B.Y的体积分数在混合气体中保持不变

C.容器内气体的总压强保持不变

D.容器内气体的总质量保持不变

③反应进行到2min时，Y的转化率为。

(3) 氢气是一种理想的绿色能源，有科学家预言，氢能将成为人类的主要能源。已知以水为原料通过下列途径均可制得氢气。

i)太阳光催化分解水：2H₂O(l)=2H₂(g)+O₂(g) △H₁=571.6kJ•mol^-1

ii)焦炭与水反应：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H₂=131.3kJ•mol^-1

iii)甲烷与水反应：CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) ΔH₃=206.1kJ/mol

①反应i中主要的能量转化为；你认为通过此途径进行H₂工业化生产的最突出优点是。

②一定温度下，iii反应中使用催化剂后，下列物理量能保持不变的有。

a.焓变ΔH₃ b.反应活化能E_a c.活化分子百分比 d.平衡常数K₃

填空题普通

2. 请按要求完成下列问题。

(1) 某温度下在容积为1L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物后的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是。

② $\text{[math]}$ 时，正反应速率逆反应速率(填“>”“<”或“=")。

(2) 一定条件下，在5L密闭容器内，反应 $\text{[math]}$ 的物质的量随时间变化如表：

时间/s	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①用 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 内该反应的平均速率为 $\text{[math]}$ ，在第5s时，NO₂转化率为。在第2s时 $\text{[math]}$ 的体积分数为。

②为加快反应速率，可以采取的措施是。

a．升高温度b．恒容时充入He(g)

(3) 反应 $\text{[math]}$ ，在一定温度下 $\text{[math]}$ 密闭容器内，在该反应已经达到平衡状态的是。

a． $\text{[math]}$ b．容器内压强保持不变c． $\text{[math]}$

d．容器内的密度保持不变e．容器内混合气体平均相对分子质量不变

f． $\text{[math]}$ g.容器内气体颜色不变

填空题普通

3. 氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。

(1) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ；(用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)

②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ ，能表明已达到平衡状态的标志有。

A．混合气体的压强保持不变　　B．混合气体的密度保持不变

C．混合气体的平均相对分子质量保持不变　D．气体的总质量

E． $\text{[math]}$ 　F． $\text{[math]}$ 内生成 $\text{[math]}$ 同时消耗 $\text{[math]}$

(2) 向容积为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入活性炭(足量)和 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量变化如下表所示。

条件	保持温度为 $\text{[math]}$ /℃
时间	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	2.0	1.4	1.0	0.70	0.50	0.40	0.40
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	0	0.3	0.50	0.65	0.75	0.80	0.80

① $\text{[math]}$ 内，以 $\text{[math]}$ 表示的该反应速率 $\text{[math]}$ ，最终达平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$ ，该温度 $\text{[math]}$ ℃下的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

②保持温度 $\text{[math]}$ ℃不变，向该 $\text{[math]}$ 密闭容器中加入该四种反应混合物各 $\text{[math]}$ ，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)。

填空题普通