化学反应速率和化学平衡图像解题方法

在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N₂O₄，发生反应N₂O₄(g)2NO₂(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

在0～60 s时段，反应速率v(N₂O₄)为________mol·L^－1·s^－1。

近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO₂、NO_x等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对环境的改善有重大意义。

(1)在一定条件下，CH₄可与NO_x反应除去NO_x，已知：

①CH₄(g)＋2O₂(g)CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol^－1

②N₂(g)＋2O₂(g)  2NO₂(g)ΔH＝＋67.0 kJ·mol^－1

③H₂O(g)H₂O(l)ΔH＝－44.0 kJ·mol^－1

则CH₄(g)＋2NO₂(g)  CO₂(g)＋2H₂O(g)＋N₂(g)　ΔH＝________kJ·mol^－1；该反应在________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。

(2)SO₂经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO₂发生催化氧化的反应为：2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)　ΔH<0，在一定温度下的恒容容器中，能说明上述反应达到平衡状态的是________。

A.混合气体的密度不再发生变化

B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化

C.v(SO₂)∶v(O₂)∶v(SO₃)＝2∶1∶2

D.混合气体的总物质的量不再发生变化

(3)若在T₁ ℃下，往一恒容密闭容器中通入SO₂和O₂[其中n(SO₂)∶n(O₂)＝2∶1]，容器中总压强为0.1 MPa，反应过程中测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

①图中A点时，SO₂的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T₂ ℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率v_C(正)与A点的逆反应速率v_A(逆)的大小关系为v_C(正)________(填“>”“<”或“＝”)v_A(逆)。

③图中B点的平衡常数K_p＝________。(K_p为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

(4)为了清除NO、NO₂、N₂O₄对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b mol NO₂、c mol N₂O₄组成的混合气体，恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为________。

近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

(1)反应Ⅱ：3SO₂(g)＋2H₂O(g)2H₂SO₄(l)＋S(g)　ΔH＝－254 kJ·mol^－1

(2)对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H₂SO₄在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。

p₂________p₁(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是_________________。

(3)I^－可以作为水溶液中SO₂歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。

ⅰ.SO₂＋4I^－＋4H^＋S↓＋2I₂＋2H₂O

ⅱ.I₂＋2H₂O＋________________＋________＋2I^－

(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO₂歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO₂饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I₂易溶解在KI溶液中)

①B是A的对比实验，则a＝________。

②比较A、B、C，可得出的结论是__________________________________。

③实验表明，SO₂的歧化反应速率D＞A，结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：__________________________________________________。

氮氧化物(NO_x)是电厂主要排放污染物之一。工业上采用氨脱硝处理后排放，原理如下：

①4NH₃(g)＋4NO(g)＋O₂(g)  4N₂(g)＋6H₂O(g)ΔH₁＝－1632.4 kJ·mol^－1

②4NH₃(g)＋6NO(g)  5N₂(g)＋6H₂O(g)ΔH₂＝a kJ·mol^－1

当反应温度过高时，NH₃会发生氧化反应：

③4NH₃(g)＋5O₂(g)  4NO(g)＋6H₂O(g)　ΔH₃＝－902.0 kJ·mol^－1

回答下列问题：

(1)有利于提高反应①中NO转化率(脱硝率)的条件是________(填标号)。

A.高温低压  B.低温低压

C.低温高压  D.增大氨气浓度

(2)反应②中的a＝________。一定温度下，实验室在2 L密闭容器中加入2 mol NH₃、3 mol NO模拟反应②，达到平衡时测得脱硝率为60%，则平衡常数K＝________(只列出计算式，不必求出计算结果)。

(3)反应③中，常用的催化剂有Cr₂O₃和Fe₂O₃，Cr₂O₃的催化效率更好一些。下列表示两种催化剂在反应③催化过程中的能量变化示意图合理的是________(填字母序号)。

(4)下图是混合气中O₂含量为6%时，不同温度下脱硝率的变化曲线[其中氨氮摩尔比R_NS＝n(NH₃)/n(NO)]，由图可知：

①氨氮摩尔比对脱硝率的影响规律是______________________________。

②温度在800～950 ℃变化时，脱硝率随温度升高而________，但高于950 ℃后，脱硝率反而下降，一方面是由于平衡移动的影响，另一方面是由于____________________________________________。

对于反应2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t₁：v_正＝v_逆；t₁时改变条件，t₂时重新建立平衡)(　　)

如图表示恒容密闭容器中，反应X(g)  4Y(g)＋Z(g)　ΔH<0在某温度时，X的浓度随时间的变化曲线：

下列有关该反应的描述正确的是(　　)

A.8 min时，反应停止

B.X的平衡转化率为85%

C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%

D.若降低温度，v_正和v_逆将以同样程度减少

对于可逆反应2A(g)＋B(g  2C(g)　ΔH<0，下列图像表示正确的是(　　)

在容积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立化学平衡：aA(g)＋bB(g)  xC(g)，符合下图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量，T表示温度，p表示压强)。在图中，Y轴是指(　　)

A.反应物A的百分含量

B.平衡混合气中物质B的百分含量

C.平衡混合气的密度

D.平衡混合气的平均摩尔质量

对于可逆反应A(g)＋2B(g)  2C(g)　ΔH>0，下列图像中，正确的是(　　)

生产硫酸的主要反应：2SO₂(g)＋O₂(g)  2SO₃(g)　ΔH＜0。图中L(L₁、L₂)、X可分别代表压强或温度。下列说法不正确的是(　　)

A.X代表压强

B.推断L₁>L₂

C.A、B两点对应的平衡常数不同

D.一定温度下，当混合气中n(SO₂)∶n(O₂)∶n(SO₃)＝2∶1∶2，则反应达到平衡

在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)  Y(g)，温度T₁、T₂下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B.T₂下，在0～t₁时间内，v(Y) mol·L^－1·min^－1

C.M点的正反应速率v_正大于N点的逆反应速率v_逆

D.M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小

某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件对A₂(g)＋3B₂(g)2AB₃(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)，下列判断正确的是(　　)

A.若T₂＞T₁，则正反应是吸热反应

B.达到平衡时，A₂的转化率大小为b＞a＞c

C.若T₂＞T₁，达到平衡时b、d点的反应速率为v_d＞v_b

D.在T₂和n(A₂)不变时达到平衡，AB₃的物质的量大小为c＞b＞a