(10分)(2015·芜湖高一检测)在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(正反应为吸热反应),反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示。
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的反应速率为________;反应达到平衡时,c(H2)=________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________。
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
(3)如一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol的H2,在相同的条件下,反应达到平衡时,c(H2O)=________。
【解析】 (1)由图可知10 min时达到平衡,所以v(CO)=Δc/t=0.03 mol·L-1/10 min=0.003 mol·L-1·min-1。(3)一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol的H2,在相同的条件下等效于加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O,所以平衡时n(H2O)=0.2 mol-0.03 mol·L-1×5 L=0.05 mol,c(H2O)=n(H2O)/V=0.05 mol/5 L=0.01 mol·L-1。
【答案】 (1)0.003 mol·L-1·min-1 0.03 mol·L-1
(2)①③
(3)0.01 mol·L-1
13.(10分)(2015·武汉高一检测)已知:2NO2(g) N2O4(g)。在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示:
(1)a、b、c、d四个点中,化学反应处于平衡状态的有________(填字母编号)点。
(2)25 min时,增加了________(填化学式),增加的物质的量为________mol。
(3)a、b、c、d四个点所表示的反应体系中,气体颜色由深到浅的顺序是________。
【解析】 (2)由0.2→0.6,增加0.4 mol/L,由0.6→0.4,减小0.2 mol/L,所以,b点所在的曲线代表NO2,c点所在的曲线代表N2O4。25 min时,c(NO2)由0.6 mol/L增大到1.0 mol/L,增加了0.8 mol·L-1 NO2。
(3)NO2的浓度越大,气体的颜色越深。由c点画垂直于横轴的线与d点所在的曲线相交于c′点,可知c′点时c(NO2)大于d点的c(NO2),而就c(NO2)而言,d点大于b点、b点大于a点,所以颜色由深到浅的顺序为c>d>b>a。
【答案】 (1)b、d (2)NO2 0.8 (3)c>d>b>a
14.(10分)(2015·山东济南高一检测)在2 L密闭容器中有3种物质进行反应,X、Y、