Question

1．在2L密閉容器中，800℃時(shí)反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中，n（NO） 隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)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(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，已知：K（300℃）＞K（350℃），該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）；
（2）圖中表示NO₂的變化的曲線是b，用O₂的濃度變化表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc
a． υ（NO₂）=2υ（O₂）       b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．υ逆（NO）=2υ正（O₂）     d．容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變
（4）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c
a．及時(shí)分離出NO₂氣體      b．適當(dāng)升高溫度
c．增大O₂的濃度           d．選擇高效的催化劑
（5）若將容器體積縮小至1L，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積，已知：K（300℃）＞K（350℃），溫度越高平衡常數(shù)越小，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，3s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)濃度為NO濃度的變化量△c（NO）；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正=V逆 （同種物質(zhì)表示）或正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（不同物質(zhì)表示），反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量不再變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，注意選擇判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化，說明反應(yīng)到達(dá)平衡；
（4）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采用增大壓強(qiáng)、升高溫度、加入催化劑、增大反應(yīng)物濃度等方法，再結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析解答；
（5）平衡常數(shù)只隨溫度變化．

解答 解：（1）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，已知：K（300℃）＞K（350℃），溫度越高平衡常數(shù)越小，升溫平衡逆向進(jìn)行，則該正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$；放熱；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，3s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)濃度為NO濃度的變化量△c（NO）=$\frac{0.02mol-0.007mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以圖中表示NO₂變化的曲線是b；
2s內(nèi)用NO表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.02mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=$\frac{1}{2}$×3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1，
故答案為：b；1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）a．未指明正逆速率，若均表示同一方向反應(yīng)速率，v（NO₂）自始至終為v（O₂）的2倍，不能說明達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；
b．容器體積不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)混合氣體總的物質(zhì)的量在減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故b正確；
c．不同物質(zhì)表示速率，到達(dá)平衡時(shí)，正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，V逆 （NO）：正（O₂）=2：1，即V逆 （NO）=2v正（O₂），故c正確；
d．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器容積為定值，所以密度自始至終不變，不能說明達(dá)到平衡，故d錯(cuò)誤．
故答案為：bc；
（4）a．及時(shí)分離除NO₂氣體平衡向右移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故錯(cuò)誤；
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
c．增大O₂的濃度反應(yīng)速率增大，且該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正確；
d．選擇高效催化劑能增大反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選c，
故答案為：c；
（5）若將容器體積縮小至1L，壓強(qiáng)增大，但平衡常數(shù)隨溫度變化，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)不變，
故答案為：不變．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡平衡狀態(tài)的判斷，難度中等，判斷平衡時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)．