汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
(提示:O2-可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是_______ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从_______ 电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为_______ 。
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:2NO+2CO⇌2CO2+N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
①请将表中数据补充完整:a_______ 。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验_______ (填实验序号)。
③实验I和实验II中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验II的是曲线_______ (填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2,不能 说明已达到平衡状态的是_______ ;
A.容器内混合气体温度不再变化
B.容器内的气体压强保持不变
C.2v逆(NO)=v正(N2)
D.NO与N2的浓度比为2:1
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
(提示:O2-可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是
②外电路中,电子是从
③Pt电极上的电极反应式为
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:2NO+2CO⇌2CO2+N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号 | t(℃) | NO初始浓度(mol/L) | CO初始浓度(mol/L) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
I | 280 | 1.2×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
II | 280 | 1.2×10﹣3 | b | 124 |
III | 350 | a | 5.80×10﹣3 | 82 |
①请将表中数据补充完整:a
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验
③实验I和实验II中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验II的是曲线
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO+2CO⇌2CO2+N2,
A.容器内混合气体温度不再变化
B.容器内的气体压强保持不变
C.2v逆(NO)=v正(N2)
D.NO与N2的浓度比为2:1
更新时间:2021/05/11 13:55:42
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【推荐1】工业上利用无隔膜NaCl电解法脱除低温工业废气中 NO,可有效减少对空气的污染。
(1)电解NaCl溶液获得脱硝液(含NaClO)分两步进行,第二步反应的离子方程式是___________ 。
(2)脱硝液中含氯微粒的物质的量分数(δ)随pH的分布如图1所示;其他条件相同,NO转化率随脱硝液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图2所示:
①吸收塔中NO转化为NO的离子反应方程式是___________ 。
②脱硝液pH=5时,NO转化率最高,随pH升高,NO转化率会降低,原因是___________ 。
(3)吸收塔中采用气、液逆流(废气从吸收塔底进入,脱硝液从吸收塔顶喷淋)的方式吸收废气,目的是___________ 。
(4)KMnO4可以增加脱硝液的氧化性,显著提高脱硝效率,但脱硝废液电解时无法实现KMnO4的再生,需在脱硝液中及时补充。推测KMnO4无法再生的原因:
Ⅰ. MnO在阴极直接得到电子被还原;
Ⅱ.脱硝废液中NO在阴极得电子转化为NO,NO还原MnO。
进行实验验证:
资料: MnO为紫红色,MnO为墨绿色,MnO与MnO混合溶液颜色会变暗。
①实验1中阴极颜色变暗,阴极电极反应式是___________ 。
②根据实验1和2可得到的结论是___________ 。
(1)电解NaCl溶液获得脱硝液(含NaClO)分两步进行,第二步反应的离子方程式是
(2)脱硝液中含氯微粒的物质的量分数(δ)随pH的分布如图1所示;其他条件相同,NO转化率随脱硝液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图2所示:
①吸收塔中NO转化为NO的离子反应方程式是
②脱硝液pH=5时,NO转化率最高,随pH升高,NO转化率会降低,原因是
(3)吸收塔中采用气、液逆流(废气从吸收塔底进入,脱硝液从吸收塔顶喷淋)的方式吸收废气,目的是
(4)KMnO4可以增加脱硝液的氧化性,显著提高脱硝效率,但脱硝废液电解时无法实现KMnO4的再生,需在脱硝液中及时补充。推测KMnO4无法再生的原因:
Ⅰ. MnO在阴极直接得到电子被还原;
Ⅱ.脱硝废液中NO在阴极得电子转化为NO,NO还原MnO。
进行实验验证:
装置 | 实验 | 复合电解液 | 实验现象 |
1 | 0.66mmol/LKMnO4+ 0.8547mol/LNaCl混合电解液( pH=7) | 阳极溶液颜色基本不变; 阴极溶液颜色逐渐变暗; 25min电解液未呈现墨绿色, pH=12.1 | |
2 | 0.66mmol/L KMnO4+0.8547mol/L NaCl 、NaNO3混合电解液( pH=7) | 阳极溶液颜色基本不变; 阴极溶液颜色逐渐变暗;25 min电解液呈现墨绿色, pH=12.4 |
①实验1中阴极颜色变暗,阴极电极反应式是
②根据实验1和2可得到的结论是
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解题方法
【推荐2】是重要的化工原料,由软锰矿制备的一种工艺流程如图:
资料:①软锰矿的主要成分为,主要杂质有和。
②金属离子开始沉淀和完全沉淀时的:
③该工艺条件下,与,不反应。
(1)溶出
①溶出前,软锰矿需研磨。目的是_______ 。
②溶出时,的氧化过程及得到主要途径如图所示。
ⅰ.步骤Ⅰ是从软锰矿中溶出的主要反应,反应的离子方程式是_______ 。
ⅱ.若全部来自于反,完全溶出所需与的物质的量比值为2.而实际比值(0.9)小于2,原因是_______ 。
(2)纯化
已知:的氧化性与溶液有关。纯化时先加入,后加入,调溶液,说明试剂加入顺序及调节的原因:_______ 。
(3)电解
纯化液经电解得。生成的电极反应式是_______ 。
(4)产品纯度测定
向ag产品中依次加入足量和足量稀,加热至充分反应,再用溶液滴定剩余至终点,消耗溶液的体积为dL(已知:及均被还原为。相对分子质量:、:)。
产品纯度为_______ (用质量分数表示)。
资料:①软锰矿的主要成分为,主要杂质有和。
②金属离子开始沉淀和完全沉淀时的:
开始沉淀时 | 1.5 | 3.4 | 5.8 | 6.3 |
完全沉淀时 | 2.8 | 4.7 | 7.8 | 8.3 |
(1)溶出
①溶出前,软锰矿需研磨。目的是
②溶出时,的氧化过程及得到主要途径如图所示。
ⅰ.步骤Ⅰ是从软锰矿中溶出的主要反应,反应的离子方程式是
ⅱ.若全部来自于反,完全溶出所需与的物质的量比值为2.而实际比值(0.9)小于2,原因是
(2)纯化
已知:的氧化性与溶液有关。纯化时先加入,后加入,调溶液,说明试剂加入顺序及调节的原因:
(3)电解
纯化液经电解得。生成的电极反应式是
(4)产品纯度测定
向ag产品中依次加入足量和足量稀,加热至充分反应,再用溶液滴定剩余至终点,消耗溶液的体积为dL(已知:及均被还原为。相对分子质量:、:)。
产品纯度为
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【推荐3】可用于电子工业生产软磁铁氧体,用作电子计算机中存储信息的磁芯,磁盘等。工业上以软锰矿(主要成分是,还含有少量的)为原料生产的工艺流程如下:
相关金属离子浓度为0.1mol·L-1形成氢氧化物沉淀的范围如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸、还原”时,为了加快化学反应速率,可以采取的措施有_______ (写出一种即可)。 铁屑与发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)“调节”时,加入溶液的目的是_______ ,“调节”的范围为_______ 。
(3)“沉锰”时,其他条件一定,沉锰过程中锰离子的沉淀率与溶液温度的关系如图所示。50℃后,溶液温度越高,锰离子的沉淀率越低,原因是_______ 。
(4)25℃时,当溶液中且溶液的时,开始产生沉淀。则25℃时_______ 。
相关金属离子浓度为0.1mol·L-1形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子 | ||||
开始沉淀的 | 1.5 | 6.3 | 3.4 | 8.1 |
沉淀完全的 | 2.8 | 8.3 | 4.7 | 10.1 |
回答下列问题:
(1)“酸浸、还原”时,为了加快化学反应速率,可以采取的措施有
(2)“调节”时,加入溶液的目的是
(3)“沉锰”时,其他条件一定,沉锰过程中锰离子的沉淀率与溶液温度的关系如图所示。50℃后,溶液温度越高,锰离子的沉淀率越低,原因是
(4)25℃时,当溶液中且溶液的时,开始产生沉淀。则25℃时
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解题方法
【推荐1】Ⅰ、在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中所示反应是________ (填“吸热”或“放热”)反应, 该反应的ΔH=________ (用含E1、E2的代数式表示)。
(2)下列4个反应中,符合示意图描述的反应的是________ (填代号)。
a.盐酸与NaOH反应 b.Na与H2O反应生成H2 c.铝热反应 d.灼热的碳与CO2反应
(3)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1。该正反应活化能167.2kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为_______________ 。
Ⅱ、工业上可由天然气为原料制备甲醇,也可由水煤气合成甲醇。
(4)已知2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g) △H=akJ/mol;CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=bkJ/mol。试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学式:_______________________________ 。
(5)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=_______________ 。
(6)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。
① 下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是__________ (填字母)。
AH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
② 比较A、B两点压强大小PA___ PB(填“>、<、=”)。
(1)图中所示反应是
(2)下列4个反应中,符合示意图描述的反应的是
a.盐酸与NaOH反应 b.Na与H2O反应生成H2 c.铝热反应 d.灼热的碳与CO2反应
(3)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1。该正反应活化能167.2kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为
Ⅱ、工业上可由天然气为原料制备甲醇,也可由水煤气合成甲醇。
(4)已知2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g) △H=akJ/mol;CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=bkJ/mol。试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学式:
(5)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=
(6)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。
① 下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是
AH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
② 比较A、B两点压强大小PA
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【推荐2】氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)下图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请计算每生成1molNH3放出热量为________ ;
(2)在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,得到如下数据:
请回答下列问题:
① 反应的平衡常数表达式为__________________ ;
K1的相对大小,K1_______ 4.1×106(填写“>”“=”或“<”);
②实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为___________ ;
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是_______ (填序号字母);
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.υ(N2)(正)=3υ(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH4+水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是_________________ 。
(1)下图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请计算每生成1molNH3放出热量为
(2)在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,得到如下数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 2分钟/mol | 平衡常数 | |
H2 | N2 | NH3 | |||
1 | 298 | 6 | 2 | 1.2 | 4.1×106 |
2 | 398 | 3 | 1 | 0.8 | K1 |
请回答下列问题:
① 反应的平衡常数表达式为
K1的相对大小,K1
②实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.υ(N2)(正)=3υ(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH4+水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是
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解答题-原理综合题
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【推荐3】乙烯是石油化学工业重要的基本原料,同时乙烯在烟气处理中有着重要应用。
(1)乙烯的电子式为______ 。
(2)乙烯与的加成反应经过两步,其简要原理如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。①断裂化学键生成带微正电荷和带微负电荷的过程______ (填“放出”或“吸收”)能量。
②第Ⅱ步反应过程为_____ (填“放热”或“吸热”)过程。
③依据图1反应历程,推测与HCl加成反应第ⅰ步产物的结构简式为______ 。
(3)在一定催化条件下,用乙烯脱除烟气中的反应原理为。某兴趣小组在实验室模拟该反应并检验产物中的。①为检验反应后的气体中的,选择以上装置的连接顺序为气体→_______ (填装置编号)。
②证明有产生的实验现象为___ 。
(4)乙烯可用于消除氮氧化物,在催化作用下发生反应:,反应过程如图3所示。①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有___ (答出一点即可)。
②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列能说明上述反应达到平衡状态的是___ (填标号)。
A. B.混合气体中NO的物质的量分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.混合气体的压强不再改变
③上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___ 。
④反应历程步骤Ⅲ中,每消耗1 mol ,转移的电子为___ mol。
(1)乙烯的电子式为
(2)乙烯与的加成反应经过两步,其简要原理如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。①断裂化学键生成带微正电荷和带微负电荷的过程
②第Ⅱ步反应过程为
③依据图1反应历程,推测与HCl加成反应第ⅰ步产物的结构简式为
(3)在一定催化条件下,用乙烯脱除烟气中的反应原理为。某兴趣小组在实验室模拟该反应并检验产物中的。①为检验反应后的气体中的,选择以上装置的连接顺序为气体→
②证明有产生的实验现象为
(4)乙烯可用于消除氮氧化物,在催化作用下发生反应:,反应过程如图3所示。①在不改变初始浓度的条件下,加快反应速率的措施有
②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列能说明上述反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体中NO的物质的量分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.混合气体的压强不再改变
③上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
④反应历程步骤Ⅲ中,每消耗1 mol ,转移的电子为
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【推荐1】实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点,有效方式之一就是二氧化碳直接加氢合成高附加值产品。
(1)一定条件下,可用二氧化碳加氢合成甲醇。,该反应经过以下步骤实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
①求
②已知反应Ⅰ是整个反应的决速步,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________ (填标号)。
A.
B.
C.
D.
(2)一定条件下也可用二氧化碳加氢合成甲烷:。
①在绝热恒容密闭容器中,一定能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.
B.相同时间内断裂的数目与断裂数目相等
C.容器温度保持不变
D.当与物质的量之比保持不变
一定温度下在恒温恒容密闭容器中初始加入和一定量,发生上述反应数据如下:
②该温度下反应的化学平衡常数为___________
(3)一定条件下也可用二氧化碳加氢合成甲酸
①温度为时,等物质的量的和充入体积为的恒容密闭容器中发生反应:。实验测得:为速率常数。时,。
②温度从到时,,则时平衡压强___________ (填“"“”或“")时平衡压强,理由是___________ 。
(4)一定条件下可用二氧化碳提供电能,“溶解”水中的二氧化碳发生电化学反应,产生电能和氢气,其工作原理如图所示。
①左室有机电解液是有机溶剂加特定的盐加热制成,该装置的有机电解液___________ (填“能”或“不能”)用乙醇做溶剂。
②写出二氧化碳生成氢气的电极反应式:___________ 。
(1)一定条件下,可用二氧化碳加氢合成甲醇。,该反应经过以下步骤实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
①求
②已知反应Ⅰ是整个反应的决速步,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A.
B.
C.
D.
(2)一定条件下也可用二氧化碳加氢合成甲烷:。
①在绝热恒容密闭容器中,一定能说明该反应达到平衡状态的是
A.
B.相同时间内断裂的数目与断裂数目相等
C.容器温度保持不变
D.当与物质的量之比保持不变
一定温度下在恒温恒容密闭容器中初始加入和一定量,发生上述反应数据如下:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
2.0 | 1.5 | 1.1 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.5 | |
3.2 |
(3)一定条件下也可用二氧化碳加氢合成甲酸
①温度为时,等物质的量的和充入体积为的恒容密闭容器中发生反应:。实验测得:为速率常数。时,。
②温度从到时,,则时平衡压强
(4)一定条件下可用二氧化碳提供电能,“溶解”水中的二氧化碳发生电化学反应,产生电能和氢气,其工作原理如图所示。
①左室有机电解液是有机溶剂加特定的盐加热制成,该装置的有机电解液
②写出二氧化碳生成氢气的电极反应式:
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【推荐2】研究、、等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。
(1)利用反应,可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中加入等物质的量的和,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。①X代表的物质是_____ ;a点正反应速率____ 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②从反应开始到达到平衡,______ ;该条件下,的平衡转化率为___ 。
(2)可用电化学原理处理制备硫酸,装置图如图,电极为多孔材料。电极为_____ 极;写出极的电极方程式:______ 。
(1)利用反应,可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中加入等物质的量的和,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。①X代表的物质是
②从反应开始到达到平衡,
(2)可用电化学原理处理制备硫酸,装置图如图,电极为多孔材料。电极为
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解答题-无机推断题
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【推荐3】已知A、B、C、D、E为原子序数依次递增的五种短周期主族元素,其中A与C同主族,B与D同主族,且D的原子序数是B的2倍,B、D两元素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍。请用化学用语回答下列问题:
(1)A、B、E三种元素形成的三核分子的结构式为___________ 。
(2)D、E元素的非金属性更强的是___________ (填元素符号),判断依据是___________ (用一个离子方程式来表示)。
(3)已知C-D新型一次高能电池工作时的总反应为:,则该电池工作时负极电极反应式为___________ ,正极电极反应式为___________ 。
(4)已知气态单质A与气态单质E完全反应生成1mol气态AE放出91.5kJ的热量,单质A中共价键的键能为436kJ/mol,单质E中共价键的键能为243kJ/mol,则化合物AE中共价键的键能为___________ kJ/mol。
(5)在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol单质D和0.2mol的,加热至发生反应;反应中的浓度随时间变化情况如下图所示:___________ ,判断下列说法正确的有___________ 。
a.向体系中加入更多单质D可以加快该反应的反应速率
b.向该体系中通入更多Ar,可以加快该反应的反应速率
c.保持足够长的反应时间,该体系可以生成0.2mol
d.10min到20min之间,浓度保持不变,说明该反应停止了
e.体积和温度一定时,容器内的压强不再改变说明反应达到平衡状态
f.体积和温度一定时,混合气体的密度不再改变说明反应达到平衡状态
(1)A、B、E三种元素形成的三核分子的结构式为
(2)D、E元素的非金属性更强的是
(3)已知C-D新型一次高能电池工作时的总反应为:,则该电池工作时负极电极反应式为
(4)已知气态单质A与气态单质E完全反应生成1mol气态AE放出91.5kJ的热量,单质A中共价键的键能为436kJ/mol,单质E中共价键的键能为243kJ/mol,则化合物AE中共价键的键能为
(5)在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol单质D和0.2mol的,加热至发生反应;反应中的浓度随时间变化情况如下图所示:
根据上图中数据,用表示该反应在0~10min内的反应速率=
a.向体系中加入更多单质D可以加快该反应的反应速率
b.向该体系中通入更多Ar,可以加快该反应的反应速率
c.保持足够长的反应时间,该体系可以生成0.2mol
d.10min到20min之间,浓度保持不变,说明该反应停止了
e.体积和温度一定时,容器内的压强不再改变说明反应达到平衡状态
f.体积和温度一定时,混合气体的密度不再改变说明反应达到平衡状态
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