Question

6．在容積為VL的密閉容器中發(fā)生反應：2NO₂?2NO+O₂．反應過程中NO₂的物質(zhì)的量隨時間變化的情況如圖1所示．

（1）曲線A和B表示的是該反應在不同條件下的反應狀況，則該不同條件是B
A．有、無催化劑    B．溫度不同  C．壓強不同
（2）寫出該反應的化學平衡常數(shù)K的表達式：$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，并比較K_800℃＜K_850℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在B條件下從反應開始至達到平衡，氧氣的反應速率v（O₂）=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）．
（4）在如圖2所示的三個容積相同的三個容器①、②、③進行反應：2NO+O₂?2NO₂
（Ⅰ）若起始溫度相同，分別向三個容器中充入2molNO和1molO₂，則達到平衡時各容器中NO物質(zhì)的量分數(shù)由大到小的順序為（填容器編號）①②③．
（Ⅱ）若起始時維持溫度和體積不變，②中投入2molNO和1molO₂； ③中投入2molNO、1molO₂和2molNO₂，則達到平衡時，兩容器中NO的轉(zhuǎn)化率②＜③．（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）由圖象可知B狀態(tài)反應較快，且A、B處于不同平衡狀態(tài)，B狀態(tài)NO₂的物質(zhì)的量較少，結(jié)合溫度、壓強對平衡移動的影響判斷；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積計算，結(jié)合溫度對平衡移動的影響判斷；
（3）根據(jù)NO₂的物質(zhì)的量結(jié)合方程式可判斷平衡時O₂的濃度，進而可計算O₂的反應速率；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推斷可知該反應為放熱反應，根據(jù)溫度壓強對平衡的影響分析；
（5）該反應是一個反應前后氣體體積減小、放熱的可逆反應，相同溫度下，壓強越大越有利于平衡向正反應方向移動．

解答 解：（1）由圖象可知B狀態(tài)反應較快，且A、B處于不同平衡狀態(tài)，肯定不是催化劑的影響，如是壓強的影響，則增大壓強，平衡向逆反應方向移動，則NO₂的物質(zhì)的量應增大，但B狀態(tài)NO₂的物質(zhì)的量較少，應是升高溫度的原因，該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，則NO₂的物質(zhì)的量減少，故答案為：B；
（2）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，則平衡常數(shù)增大，
故答案為：k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；＜；
（3）根據(jù)圖象可知，B狀態(tài)時，平衡時NO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，則反應的NO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，生成O₂的物質(zhì)的量為0.05mol，則V_O2=$\frac{\frac{0.05mol}{VL}}{2s}$=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s），
故答案為：$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推斷可知該反應為放熱反應，容器①外面有隔熱套，反應放熱則容器內(nèi)溫度升高，平衡逆移，NO物質(zhì)的百分含量增大；容器③有自由移動的活塞，容器內(nèi)為恒壓狀態(tài)，而容器②體積不變反應后氣體物質(zhì)的量減少，壓強減小，所以容器③的壓強大于容器②的壓強，所以容器③內(nèi)向正方向進行的程度大，NO物質(zhì)的百分含量減小，所以NO物質(zhì)的百分含量由大到小的順序為①②③，故答案為：①②③；
（5）若溫度不變，反應過程②中的壓強不斷減小，③的壓強始終不變，導致反應過程中丙的壓強始終比乙大，有利于③向正反應方向移動，所以達到平衡時，兩容器中NO的轉(zhuǎn)化率②＜③，故答案為：＜．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡的計算，外界條件對平衡移動的影響以及平衡狀態(tài)的判斷，題目難度中等．