Question

3．在一定溫度下，4L密閉容器內存在反應2N?M，其中氣體M、氣體N的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示：
（1）比較t₂時刻，正逆反應速率大小V_正＞V_逆．
（2）若t₂=2min，計算反應開始至t₂時刻，M的平均化學反應速率為0.25mol/（L•min）t₂時，反應是否達到平衡狀態(tài)？否（填“是”或“否”）t₃時，v（正）=v（逆）．（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知該反應是放熱反應，則N的能量大于M的能量 （填“大于”“小于”“等于”）
（4）．在恒溫下的VL密閉容器中，有可逆反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）不能說明已達到平衡狀態(tài)的是A
A．正反應生成NO₂的速率和逆反應生成O₂的速率相等
B．反應器中壓強不隨時間變化而變化
C．混合氣體顏色深淺保持不變
D．混合氣體平均分子量保持不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)可逆反應是否到達平衡狀態(tài)判定；
（2）根據(jù)曲線的變化特點判斷達到平衡的時間，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率，t₂到t₃時刻，M的物質的量繼續(xù)增加，N的物質的量繼續(xù)減小，t₂時刻反應未達平衡，t₃后M、N不變則達平衡；
（3）根據(jù)反應物的總能量和生產(chǎn)物的總能量相對大小與反應熱的關系判定；
（4）A、正反應生成NO₂的速率和逆反應生成O₂的速率等于2：1時，反應達到平衡狀態(tài)．
B、反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不相等，當達到平衡時，氣體的壓強不變；
C、混合氣體的顏色不再改變，說明NO₂氣體的濃度不變；
D、當達到平衡時，氣體的物質的量不變，則混合氣體的平均摩爾質量不再改變．

解答 解：（1）t₂到t₃時刻，M的物質的量繼續(xù)增加，N的物質的量繼續(xù)減小，t₂時刻反應未達平衡，反應向正反應方向進行，故V_正＞V_逆，故答案為：＞；
（2）由圖象可知，用M表示的平均化學反應速率為v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{（4-2）mol}{4L}}{2min}$=0.25mol/（L•min），t₂到t₃時刻，M的物質的量繼續(xù)增加，N的物質的量繼續(xù)減小，t₂時刻反應未達平衡，t₃后M、N不變則達平衡，所以v（正）=v（逆）；
故答案為：0.25mol/（L•min）；否；=；
（3）根據(jù)能量守恒，反應物的總能量＞生產(chǎn)物的總能量，放熱反應；該反應是放熱反應，所以N的總能量大于M的總能量，
故答案為：大于；
（4）A、正反應生成NO₂的速率和逆反應生成O₂的速率等于2：1時，反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不相等，當達到平衡時，氣體的壓強不變，故B正確；
C、混合氣體的顏色不再改變，說明NO₂氣體的濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不相等，當達到平衡時，氣體的物質的量不變，則混合氣體的平均摩爾質量不再改變，故D正確．
故選：A．

點評 本題考查較為綜合，涉及平衡狀態(tài)、反應速率的計算、反應熱等問題，題目難度不大，注意相關知識的積累．