Question

14．恒溫恒容NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），測得反應體系中NO₂、SO₂氣體的體積分數(shù)Φ（NO₂）、Φ（SO₂）與反應時間t的關系如下表：

t/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
Φ（NO2）	$\frac{1}{3}$	0.30	$\frac{4}{15}$	$\frac{1}{6}$	$\frac{1}{15}$	$\frac{1}{15}$
Φ（SO2）	$\frac{2}{3}$	$\frac{19}{30}$	0.60	0.50	0.40	0.40

①下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是b．
a．體系壓強保持不變     b．混合氣體顏色保持不變
c．反應的焓變保持不變   d．每消耗1mol SO₃同時生成1 mol SO₂
②根據(jù)上述實驗結果，該溫度下反應的平衡常數(shù)K的計算結果為$\frac{8}{3}$（不用小數(shù)表示）．
③上述反應中，正反應速率為v_正=k_正Φ（NO₂）Φ（SO₂），逆反應速率v_逆=k_逆Φ（SO₃）Φ（NO），其中k_正、k_逆為速率常數(shù)，則k_正=K•k_逆（以K和k_逆表示）

Answer 1

分析 ①可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；
②平衡常數(shù)K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（N{O}_{2}）×c（S{O}_{2}）}$，反應前后氣體分子數(shù)目不變，可以用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，物質的量可以用體積分數(shù)代替；
③可逆反應到達平衡時正逆速率相等．

解答 解：①a．反應前后氣體總物質的不變，恒溫恒容下，體系壓強為定值，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變，說明反應到達平衡，故b正確；
c．反應的焓變與條件及化學計量數(shù)有關，條件不變，反應中的焓變保持不變，故c錯誤；
d．每消耗1mol SO₃同時生成1 mol SO₂，均表示逆反應速率，反應開始后始終按該比例關系進行，不能說明到達平衡，而每消耗1mol SO₃同時消耗1 mol SO₂時，反應到達平衡狀態(tài)，故d錯誤，
故選：b；
②平衡時Φ（SO₃）=Φ（NO）=（1-0.4-$\frac{1}{15}$）×$\frac{1}{2}$=$\frac{4}{15}$，反應前后氣體分子數(shù)目不變，可以用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，物質的量可以用體積分數(shù)代替，故平衡常數(shù)K=$\frac{c（S{O}_{3}）×c（NO）}{c（N{O}_{2}）×c（S{O}_{2}）}$=$\frac{\frac{4}{15}×\frac{4}{15}}{\frac{6}{15}×\frac{1}{15}}$=$\frac{8}{3}$，
故答案為：$\frac{8}{3}$；
③平衡時正逆反應速率相等，故k_正Φ（NO₂）Φ（SO₂）=k_逆Φ（SO₃）Φ（NO），則k_正=K•k_逆，
故答案為：K•k_逆．

點評 本題考查化學平衡有關計算，側重對化學平衡常數(shù)的考查，注意化學平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)表達式及其單位與化學計量數(shù)有關．