Question

14．恒溫恒容NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），測得反應(yīng)體系中NO₂、SO₂氣體的體積分?jǐn)?shù)Φ（NO₂）、Φ（SO₂）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b．
a．體系壓強(qiáng)保持不變     b．混合氣體顏色保持不變
c．反應(yīng)的焓變保持不變   d．每消耗1mol SO₃同時(shí)生成1 mol SO₂
②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算結(jié)果為$\frac{8}{3}$（不用小數(shù)表示）．
③上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v_正=k_正Φ（NO₂）Φ（SO₂），逆反應(yīng)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(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)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(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)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(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，物質(zhì)的量可以用體積分?jǐn)?shù)代替；
③可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)正逆速率相等．

解答 解：①a．反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的不變，恒溫恒容下，體系壓強(qiáng)為定值，故a錯(cuò)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(yīng)到達(dá)平衡，故b正確；
c．反應(yīng)的焓變與條件及化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，條件不變，反應(yīng)中的焓變保持不變，故c錯(cuò)誤；
d．每消耗1mol SO₃同時(shí)生成1 mol SO₂，均表示逆反應(yīng)速率，反應(yīng)開始后始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡，而每消耗1mol SO₃同時(shí)消耗1 mol SO₂時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤，
故選：b；
②平衡時(shí)Φ（SO₃）=Φ（NO）=（1-0.4-$\frac{1}{15}$）×$\frac{1}{2}$=$\frac{4}{15}$，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，物質(zhì)的量可以用體積分?jǐn)?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(shí)正逆反應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，側(cè)重對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的考查，注意化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)表達(dá)式及其單位與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)．