Question

19．在2L密閉容器內，80℃時反應：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應體系中，n（NO）隨時間t的變化如表

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

（1）上述反應是（填“是”或不是）可逆反應，在第5s時，NO的轉化率為65%．
（2）如圖表示NO₂變化曲線的是b．（填字母）．用O₂表示從0～2s內該反應的平均速率v=0.0015mol•L^-1•S^-1．  
（3）能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v（NO₂）=2v（O₂）       b．容器內壓強保持不變
c．v（NO）_逆=2v（O₂）_正d．容器內密度保持不變
（4）能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是c．
a．及時分離出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       e．等溫等容時，充入氦氣     f．等溫等壓時充入氦氣
（5）若將2molNO和1molO₂充入兩個密閉容器中，保持一定溫度進行反應：
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒壓條件下達到平衡時生成amolNO₂，在恒容條件下達到平衡時生成bmolNO₂，則a與b的關系是：a＞b（填“＞”、”＜“或”=”）
（6）如果按物質的量之比為2：1充入NO和O₂的混合氣體，則達到平衡時NO與O₂的轉化率之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）圖象可知3分鐘后各物質的濃度不隨時間改變；在第5s時，NO的轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）根據(jù)表格知，隨著反應的進行，去一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，根據(jù)一氧化氮和二氧化氮之間轉化關系式計算平衡時二氧化氮的物質的量，從而確定曲線；先計算一氧化氮的反應速率，再根據(jù)同一化學反應中同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氧氣的反應速率；
（3）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變；
（4）為使該反應的反應速率增大，可采用增大壓強、升高溫度、加入催化劑、增大反應物濃度等方法，再結合平衡移動原理分析解答；
（5）在恒壓條件下反應進行過程中壓強增大，和恒容條件下比較，相當正向于在恒容條件下達到平衡后加壓平衡正向進行；
（6）如果按物質的量之比為2：1充入NO和O₂的混合氣體，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應之比等于2：1，則達到平衡時NO與O₂的轉化率相同．

解答 解：（1）圖表中NO濃度在3min 后不隨時間改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，反應為可逆反應，在第5s時，NO的轉化率=$\frac{0.02mol-0.007mol}{0.02mol}$×100%=65%，
故答案為：是；65%；
（2）根據(jù)表格知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，當反應達到平衡狀態(tài)時，參加反應的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，根據(jù)二氧化氮和一氧化氮的關系式知，平衡狀態(tài)時生成n（NO₂）等于參加反應的n（NO），所以為0.013mol，c（NO₂）=$\frac{0.013mol}{2L}$，故選b；
0～2s時，v（NO）=$\frac{\frac{0.020mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=0.003mol/（L．s），同一化學反應中同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=0.0015mol•L^-1•S^-1，
故答案為：b；0.0015mol•L^-1•S^-1；
（3）a、當v （NO₂）=2v （O₂）時，該反應不一定達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b、該反應是一個反應氣體氣體體積改變的可逆反應，當達到平衡狀態(tài)時，各物質的濃度不變，則容器內壓強保持不變，故b正確；
c、v_逆（NO）：v_正（O₂）=2：1時，該反應達到平衡狀態(tài)，所以當v_逆（NO）=2v_正（O₂），該反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、根據(jù)質量守恒定律知，混合物質量始終不變，容器的體積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，所以不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：bc；
（4）a．及時分離除NO₂氣體平衡向右移動，但反應速率減小，故a錯誤；
b．適當升高溫度，反應速率增大但平衡向逆反應方向移動，故b錯誤；
c．增大O₂的濃度反應速率增大，且該反應向正反應方向移動，故c正確；
d．選擇高效催化劑能增大反應速率，但平衡不移動，故d錯誤；
e．等溫等容時，充入氦氣，總壓增大，分壓不變，平衡不變，故e錯誤；
f．等溫等壓時充入氦氣，體積增大壓強減小，反應速率減小，平衡逆向進行，故f錯誤；
故選c．
故答案為：c；
（5）若將2molNO和1molO₂充入兩個密閉容器中，保持一定溫度進行反應：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒壓條件下達到平衡時生成amolNO₂，在恒容條件下達到平衡時生成bmolNO₂，在恒壓條件下反應進行過程中壓強增大，和恒容條件下比較，相當正向于在恒容條件下達到平衡后加壓平衡正向進行，則a與b的關系是：a＞b，
故答案為：＞；
（6）按物質的量之比為2：1充入NO和O₂的混合氣體，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應之比等于2：1，反應物起始量和消耗量之比相同為2：1，轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，則達到平衡時NO與O₂的轉化率相同，達到平衡時NO與O₂的轉化率之比1：1，
故答案為：1：1．

點評 本題考查了圖象變化分析判斷、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學反應速率的計算、化學平衡影響因素分析、轉化率計算等知識點，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$、v（正）=v（逆）來分析解答即可，題目難度中等．