Question

1．在2L密閉容器中，800℃時反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中，n（NO） 隨時間的變化如表：

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

（1）寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，已知：K（300℃）＞K（350℃），該反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）；
（2）圖中表示NO₂的變化的曲線是b，用O₂的濃度變化表示從0～2s內(nèi)該反應的平均速率υ=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是bc
a． υ（NO₂）=2υ（O₂）       b．容器內(nèi)壓強保持不變
c．υ逆（NO）=2υ正（O₂）     d．容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變
（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．選擇高效的催化劑
（5）若將容器體積縮小至1L，反應達到平衡時的平衡常數(shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度的冪次方乘積，已知：K（300℃）＞K（350℃），溫度越高平衡常數(shù)越小，升溫平衡逆向進行；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，3s時反應達平衡，NO₂是產(chǎn)物，隨反應進行濃度增大，平衡時濃度為NO濃度的變化量△c（NO）；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（NO），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（O₂）；
（3）可逆反應達到平衡時，v正=V逆 （同種物質(zhì)表示）或正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比（不同物質(zhì)表示），反應混合物各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量不再變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，注意選擇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變化，說明反應到達平衡；
（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(jié)合平衡移動原理分析解答；
（5）平衡常數(shù)只隨溫度變化．

解答 解：（1）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反應的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，升溫平衡向吸熱反應方向進行，已知：K（300℃）＞K（350℃），溫度越高平衡常數(shù)越小，升溫平衡逆向進行，則該正反應為放熱反應，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$；放熱；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知從3s開始，NO的物質(zhì)的量為0.007mol，不再變化，3s時反應達平衡，NO₂是產(chǎn)物，隨反應進行濃度增大，平衡時濃度為NO濃度的變化量△c（NO）=$\frac{0.02mol-0.007mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以圖中表示NO₂變化的曲線是b；
2s內(nèi)用NO表示的平均反應速率v（NO）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.02mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1，速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=$\frac{1}{2}$×3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1，
故答案為：b；1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）a．未指明正逆速率，若均表示同一方向反應速率，v（NO₂）自始至終為v（O₂）的2倍，不能說明達到平衡，故a錯誤；
b．容器體積不變，隨反應進行，反應混合氣體總的物質(zhì)的量在減小，容器內(nèi)壓強減小，當容器內(nèi)壓強保持不變，說明反應到達平衡，故b正確；
c．不同物質(zhì)表示速率，到達平衡時，正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比，V逆 （NO）：正（O₂）=2：1，即V逆 （NO）=2v正（O₂），故c正確；
d．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器容積為定值，所以密度自始至終不變，不能說明達到平衡，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，故正確；
d．選擇高效催化劑能增大反應速率，但平衡不移動，故錯誤；
故選c，
故答案為：c；
（5）若將容器體積縮小至1L，壓強增大，但平衡常數(shù)隨溫度變化，反應達到平衡時的平衡常數(shù)不變，
故答案為：不變．

點評 本題考查物質(zhì)的量濃度隨時間變化曲線、反應速率計算、平衡平衡狀態(tài)的判斷，難度中等，判斷平衡時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．