Question

11．在2L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)  2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）．
（1）某溫度時，按物質(zhì)的量比2：1充入NO和O₂開始反應(yīng)，n（NO）隨時間變化如表：

時間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.007	0.006	0.006	0.006

0～4s內(nèi)以O(shè)₂濃度變化表示的反應(yīng)速率大于1～5s內(nèi)以NO濃度變化表示的反應(yīng)速率（選填“小于”、“大于”、“等于”）．
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×c（{O}_{2}）}$．能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是ABC．
A．氣體顏色保持不變                     B．氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變
C．υ逆（NO）=2υ正（O₂）D．氣體密度保持不變
（3）已知：K300℃＞K400℃．下列措施能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大且平衡向正反應(yīng)方向移動的是C．
A．升高溫度     B．充入Ar使壓強(qiáng)增大     C．充入O₂使壓強(qiáng)增大   D．選擇高效催化劑
（4）將amolNO和bmolO₂發(fā)生反應(yīng)，要使反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量之比為1：2，則a/b的取值范圍是1＜$\frac{a}$＜3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算0～4s內(nèi)v（NO），再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算0～4s內(nèi)v（O₂），根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算1～5s內(nèi)v（NO），然后進(jìn)行比較判斷；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比；可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等，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變化說明到達(dá)平衡；
（3）已知：K_300℃＞K_350℃，說明升高溫度平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，增大反應(yīng)物濃度、使用催化劑均可以加快反應(yīng)速率，增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動，但使用催化劑不影響平衡移動，分離出生成物，使平衡正向移動，但反應(yīng)速率會減慢；
（4）假設(shè)轉(zhuǎn)化的氧氣為xmol，則：
           2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）：a       b       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：2x      x       2x
平衡量（mol）：a-2x    b-x     2x
則（a-2x+b-x）：2x=1：2，即a+b=4x，結(jié)合x＜b及2x＜a進(jìn)行解答．

解答 解：（1）0～4s內(nèi)v（NO）=$\frac{（0.020-0.006）mol}{\frac{2L}{4s}}$=0.00175mol/（L．s），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則0～4s內(nèi)v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=0.000875mol/（L．s），1～5s內(nèi)v（NO）=$\frac{\frac{（0.010-0.006）mol}{2L}}{4s}$=0.0005mol/（L．s），故0～4s內(nèi)以O(shè)₂濃度變化表示的正反應(yīng)速率大于1～5s內(nèi)以NO濃度變化表示的正反應(yīng)速率，
故答案為：大于；
（2）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×c（{O}_{2}）}$；A．氣體顏色不再變化，說明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡，故A正確； B．混合氣體的質(zhì)量始終不變，氣體的總物質(zhì)的量不確定，當(dāng)氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變，說明隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)混合氣體物質(zhì)的量不變，此時為平衡狀態(tài)，故B正確；C．由于υ_逆（NO）=2υ_逆（O₂），而υ_逆（NO）=2υ_正（O₂），則υ_逆（O₂）=υ_正（O₂），反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；D．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器內(nèi)密度始終保持不變，故D錯誤，故選：ABC；
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×c（{O}_{2}）}$；ABC；
（3）A．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，由K_300℃＞K_350℃，說明升高溫度平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，故A錯誤；
B．充入Ar使壓強(qiáng)增大，但不改反應(yīng)物和生成物的濃度，反應(yīng)速率不變，平衡不移動，故B錯誤；
C．增大O₂的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故C正確；
D．選擇高效催化劑，加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動，故D錯誤，
故答案為：C；
（4）假設(shè)轉(zhuǎn)化的氧氣為xmol，則：
           2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）
起始量（mol）：a       b       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：2x      x       2x
平衡量（mol）：a-2x    b-x     2x
則（a-2x+b-x）：2x=1：2，即a+b=4x，由于x＜b，聯(lián)立可得$\frac{a}$＜3，又由于2x＜a，聯(lián)立可得$\frac{a}$＞1，則1＜$\frac{a}$＜3，
故答案為：1＜$\frac{a}$＜3．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、反應(yīng)速率計算、平衡狀態(tài)判斷等，（4）中注意充分利用可逆反應(yīng)不能完全反應(yīng)進(jìn)行分析解答，難度中等．