Question

16．二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣．該反應(yīng)進(jìn)行到45秒時(shí)，達(dá)到平衡（NO₂濃度約為0.0125mol/L）．圖中的曲線表示二氧化氮分解反應(yīng)在前25秒內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程．
（1）前20秒內(nèi)氧氣的平均生成速率5.5×10^-4mol/（L•S）
（2）在某溫度下達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)表達(dá)式是$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$．
（3）在某溫度下達(dá)到平衡后，不改變其它條件，向該容器中再加入少量的NO₂，平衡移動(dòng)的方向是正反應(yīng)方向，NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率＜68.75%（填“＞”、“＜”或“=”），NO的體積百分含量減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不   變”）．
（4）若在反應(yīng)開始時(shí)加入催化劑（其他條件都不變），反應(yīng)經(jīng)過20秒達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D上用虛線畫出加催化劑后反應(yīng)0～70s的曲線．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，20秒內(nèi)NO₂的濃度變化為0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO₂），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（3）二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣．該反應(yīng)進(jìn)行到45秒時(shí)，達(dá)到平衡（NO₂濃度約為0.0125mol/L），圖象分析可知，二氧化氮起始濃度0.04mol/L，結(jié)合三行計(jì)算列式得到，
                               2NO₂?2NO+O₂，
起始量（mol/L）  0.04        0            0
變化量（mol/L） 0.0275    0.0275    0.01375
平衡量（mol/L） 0.0125   0.0275     0.01375
在某溫度下達(dá)到平衡后，不改變其它條件，向該容器中再加入少量的NO₂，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，但加入量多于平衡移動(dòng)減小的量，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，NO含量減��；
（4）若在反應(yīng)開始時(shí)加入催化劑（其他條件都不變），反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)NO₂濃度變化量增大，到達(dá)平衡時(shí)間縮短，但不影響平衡移動(dòng)，達(dá)到平衡是NO₂濃度約為0.0125mol/L，據(jù)此用虛線畫出加催化劑后的反應(yīng)進(jìn)程曲線．

解答 解：（1）由圖可知，20秒內(nèi)NO₂的濃度變化為0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L，故v（NO₂）$\frac{0.022mol/L}{20s}$=0.0011mol/（L•s），對(duì)于2NO₂?2NO+O₂，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO₂）=$\frac{1}{2}$×0.0011mol/（L•s）=5.5×10^-4mol/（L•s），
故答案為：5.5×10^-4；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，對(duì)于可逆反應(yīng)2NO₂?2NO+O₂的平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；
（3）二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣．該反應(yīng)進(jìn)行到45秒時(shí)，達(dá)到平衡（NO₂濃度約為0.0125mol/L），圖象分析可知，二氧化氮起始濃度0.04mol/L，結(jié)合三行計(jì)算列式得到，
                             2NO₂?2NO+O₂，
起始量（mol/L） 0.04          0       0
變化量（mol/L） 0.0275  0.0275  0.01375
平衡量（mol/L） 0.0125  0.0275  0.01375
在某溫度下達(dá)到平衡后，不改變其它條件，向該容器中再加入少量的NO₂，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，但加入量多于平衡移動(dòng)減小的量，二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，小于$\frac{0.0275mol/L}{0.04mol/L}$×100%=68.75%，NO含量減�。�
故答案為：正反應(yīng)方向，＜，減��；
（4）若在反應(yīng)開始時(shí)加入催化劑（其他條件都不變），反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)NO₂濃度變化量增大，到達(dá)平衡時(shí)間縮短，但不影響平衡移動(dòng)，達(dá)到平衡是NO₂濃度約為0.0125mol/L，據(jù)此用虛線畫出加催化劑后的反應(yīng)進(jìn)程曲線為，
故答案為：；

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡速率的有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)、影響反應(yīng)速率與平衡移動(dòng)的因素等，題目難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．