Question

在2L密閉容器內，800℃時反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中，n（NO）隨時間的變化如下表所示

時間（s）	0	1	2	3	4	5
N（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=

 

．
（2）如圖中表示NO₂的變化的曲線是

 

．用O₂表示從0～2s內該反應的平均速率v=

 

．
（3）下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．v（NO₂）=2u（O₂）        B．容器內壓強保持不變
C．v_逆（NO）=2v_正（O₂）      D．容器內密度保持不變
（4）某同學查閱資料得知，該反應K（300℃）＞K（350℃）；25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ．根據(jù)題目信息，該反應的熱化學方程式為

 

．
（5）為使該反應的反應速度增大，且平衡向正反方向移動的是

 

．
A．及時分離除NO₂氣體  B．適當升高溫度  C．增大O₂的濃度  D．選擇高效催化劑
（6）用NH₃催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染．寫出氨氣消除NO污染的化學方程式

 

，若氧化產物與還原產物之差為0.15mol，則反應需要氮氣在標況下的體積為

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應都達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時c（NO）=

0.007mol

2

=0.0035mol/L，由方程式2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）可知，平衡時△c（NO）：△c（O₂）：△c（NO₂）=2：1：2，據(jù)此判斷表示NO₂的濃度變化的曲線；由圖中數(shù)據(jù)可知2s內，NO的濃度變化量為0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計算v（NO），再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（O₂）；
（3）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（4）25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ，則生成2mol NO₂，熱量變化為112.8kJ，據(jù)此寫出熱化學方程式；
（5）根據(jù)化學反應速率的影響因素和化學平衡移動影響因素判斷；
（6）根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式；判斷出氧化產物和還原產物，計算得到答案．

解答： 解（1）可逆反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)k=

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

，故答案為：

c2(NO2)

c2(NO)?c(O2)

；
（2）由方程式2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）可知，平衡時△c（NO）：△c（O₂）：△c（NO₂）=2：1：2，由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時△c（NO）=

0.02mol-0.007mol

2L

=0.00625mol/L，曲線b平衡時的濃度為0.00625mol/L，故曲線b表示NO₂的濃度變化，
由圖中數(shù)據(jù)可知2s內，NO的濃度變化量為0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L，故v（NO）=

0.006mol/L

2s

=0.003mol/（L?s），根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比，故v（O₂）=

1

2

v（NO）=

1

2

×0.003mol/（L?s）=0.0015mol/（L?s），故答案為：b；0.0015mol/（L?s）；
（3）A．未指明正逆速率，若都為同一方向速率，始終都存在v（NO₂）=2v（O₂）關系，故不能說明到達平衡，若為不同方向的速率，速率之比等于化學計量數(shù)之比，說明到達平衡，故A錯誤；
B．隨反應進行氣體的物質的量減小，壓強增減小，容器內壓強保持不變，說明到達平衡，故B正確；
C．不同物質表示的正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比，反應到達平衡，故v_逆（NO）=2v_正（O₂），說明到達平衡，故C正確；
D．反應混合氣體的質量不變，容器的體積不變，密度始終不變，故容器內物質的密度保持不變，不能說明到達平衡，故D錯誤；
故選BC；
（4）25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ，則生成2mol NO₂，熱量變化為112.8kJ，據(jù)此寫出熱化學方程式為：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-112.8KJ/mol，故答案為：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-112.8KJ/mol；
（5）A．及時分離除NO₂氣體，濃度降低，化學反應速率減小，故A錯誤；
B．正反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，故B錯誤；
 C．增大O₂的濃度，增大反應速率，且化學平衡向正反應方向移動，故C正確；
 D．選擇高效催化劑，只增大化學反應速率，不影響化學平衡移動，故D錯誤；
故選C；
（6）反應物為NH₃和NO，發(fā)生氧化還原反應，可得到產物為：N₂和H₂O，化學方程式為：4NH₃+6NO

催化劑  .

5N₂+6H₂O；氧化產物和還原產物均為N₂，氧化產物與還原產物之差為0.15mol，即NH₃和NO物質的量之差為：0.15mol，且NH₃和NO物質的量之比為4：6，可知NH₃和NO物質的量分別為：0.3mol和0.45mol，則生成N₂物質的量為：0.3mol×

5

2

=0.75mol，標況下體積為：0.75mol×22.4L/mol=16.8L，故答案為：4NH₃+6NO

催化劑  .

5N₂+6H₂O；16.8L．

點評：本題考查平衡常數(shù)即影響因素、化學反應速率、影響化學平衡的元素與平衡狀態(tài)的判斷等，難度中等，注意平衡狀態(tài)判斷選擇判斷的物理量，應隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．