Question

15．一定溫度下，向2.0L恒容密閉容器中充入0.88mol NO₂（g），發(fā)生反應(yīng)：2NO₂（g）?O₂（g）+2NO（g），得到O₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)如圖所示，回答下列問(wèn)題：
（1）前2s內(nèi)，v（NO）為0.060mol/（L•s）mol•L^-1•s^-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.0002mol/L；
（2）下列選項(xiàng)中，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc．
a．v（NO₂）=v（NO）
b．氣體的顏色不再變化
c．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
d．混合氣體密度不變
（3）保持溫度不變，向此容器中再通入1.2mol NO₂和0.12mol NO，則平衡不移動(dòng)（填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”，），其原因是因?yàn)镼c=K，反應(yīng)仍是平衡狀態(tài)；
（4）保持其他條件不變，①加入催化劑，NO₂的轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”“減小”或“不變”），其原因是催化劑只能加快反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)；②升高溫度，平衡時(shí)c（O₂）=0.022mol•L^-1，則該反應(yīng)的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）據(jù)圖求算v（O₂），再據(jù)v（NO）=2v（O₂）計(jì)算速率；據(jù)平衡時(shí)，n（O₂）=0.040mol，可知各物質(zhì)的濃度，據(jù)K=$\frac{[NO]^{2}•[{O}_{2}]}{[N{O}_{2}]^{2}}$計(jì)算；
（2）當(dāng)可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，據(jù)此分析；
（3）據(jù)Qc與K的大小比較；
（4）催化劑不影響平衡移動(dòng)，只能加快反應(yīng)速率；升溫氧氣濃度增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)吸熱．

解答 解：（1）v（O₂）=$\frac{\frac{0.030mol}{2.0L}}{2s}$=0.030mol/（L•s），所以v（NO）=2×0.030mol/（L•s）=0.060mol/（L•s）；平衡時(shí)c（O₂）=$\frac{0.040mol}{2.0L}$=0.020mol/L，則平衡時(shí)c（NO）=0.040mol/L，則平衡時(shí)c（NO₂）=$\frac{0.88mol}{2.0L}$-0.04mol/L=0.44mol/L-0.040mol/L=0.40mol/L，K=$\frac{[NO]^{2}•[{O}_{2}]}{[N{O}_{2}]^{2}}$=$\frac{0.04{0}^{2}×0.020}{0.4{0}^{2}}$=0.0002mol/L，
故答案為：0.060mol/（L•s）；0.0002mol/L；
（2）a．v（NO₂）=v（NO），不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，故a錯(cuò)誤；
b．氣體的顏色不再變化，說(shuō)明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同的反應(yīng)，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，說(shuō)明氣體物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．混合氣體質(zhì)量始終不變，容器體積不變，所以混合氣體密度始終不變，密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（3）向此容器中再通入1.2mol NO₂和0.12mol NO，則c（NO）=0.04mol/L+$\frac{0.12mol}{2L}$=0.1mol/L，c（NO₂）=0.4mol/L+$\frac{1.2mol}{2L}$=1.0mol/L，所以Qc=$\frac{0．{1}^{2}×0.02}{1．{0}^{2}}$=0.0002mol/L=K，反應(yīng)仍是平衡狀態(tài)，平衡不移動(dòng)，故答案為：不移動(dòng)；因?yàn)镼c=K，反應(yīng)仍是平衡狀態(tài)；
（4）催化劑只能加快反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變；原平衡，c（O₂）=0.020mol•L^-1，升溫氧氣濃度增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)吸熱，△H＞0，故答案為：不變；催化劑只能加快反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率以及平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、據(jù)Qc與K的大小比較判斷平衡狀態(tài)、催化劑對(duì)可逆反應(yīng)的影響，題目難度不大．