Question

在2L密閉容器中反應(yīng)2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）在三種不同條件下進行，其中實驗Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實驗Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂的濃度隨時間（min）的變化如圖所示．請回答下列問題：
（1）對比實驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，得出的下列結(jié)論中正確的是______．（填字母）
A． 實驗Ⅱ和實驗I相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：反應(yīng)容器的體積縮小了
B．實驗Ⅱ和實驗I相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：使用效率更高的催化劑
C．實驗I條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)大于實驗Ⅲ條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)
D．對比實驗Ⅰ和Ⅲ可知，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
（2）若實驗Ⅰ中NO₂的起始濃度改為1.2mol?L^-1，其它條件不變，則達到平衡時所需用的時間______40min（填“大于”、“等于”或“小于”），NO₂的轉(zhuǎn)化率將______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）若實驗Ⅰ中達平衡后，再向密閉容器中通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與NO混合氣體（保持溫度不變），則平衡將______（填“向左”、“向右”、“不”）移動，新平衡狀態(tài)時NO₂的物質(zhì)的量濃度為______ mol?L^-1．
（4）若將實驗Ⅲ所得的平衡混和氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收則至少應(yīng)同時通入標準狀況下的氧氣______L．

Answer 1

【答案】分析：（1）實驗Ⅱ和實驗I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時NO₂的濃度相同，到達平衡的時間實驗Ⅱ比實驗I少，只能是實驗Ⅱ使用催化劑；
對比實驗Ⅰ和Ⅲ，實驗Ⅲ溫度升高，平衡時二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，平衡常數(shù)增大；
（2）濃度增大，壓強增大，反應(yīng)加快，縮短到達平衡時間；
增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動，若平衡不移動根據(jù)定義計算新平衡時NO₂的物質(zhì)的量濃度，若平衡移動根據(jù)平衡常數(shù)計算新平衡時NO₂的物質(zhì)的量濃度；
（4）根據(jù)原子守恒實驗Ⅲ所得的平衡混和氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收所需的氧氣為NO₂不分解時被水完全吸收所需要的氧氣．
解答：解：（1）實驗Ⅱ和實驗I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時NO₂的濃度相同，到達平衡的時間實驗Ⅱ比實驗I少，即條件改變只加快反應(yīng)速率，不影響平衡移動，反應(yīng)前后為氣體體積減小的反應(yīng)，故只能是實驗Ⅱ使用催化劑．故A錯誤，B正確；
對比實驗Ⅰ和Ⅲ，實驗Ⅲ溫度升高，平衡時二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進行，升高溫度平衡向吸熱方向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故D正確；
溫度升高平衡向正反應(yīng)進行，所以平衡常數(shù)增大，故C錯誤．
故答案為：BD；
（2）濃度增大，壓強增大，反應(yīng)加快，縮短到達平衡時間，達到平衡時所需用的時間小于40min；增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，NO₂轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：小于；減�。�
（3）實驗Ⅰ中達平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，
                2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
開始（mol/L）：1                 0       0
變化（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡常數(shù)k===0.25，
通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與NO混合氣體（保持溫度不變），此時為c（NO₂）=0.5mol/L+=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L+=1mol/L，c（O₂）=0.25mol/L，
濃度商為Qc==0.25，等于平衡常數(shù)，所以平衡不移動；NO₂的物質(zhì)的量濃度為 1mol/L，
故答案為：不；1.0；
（4）由4NO₂+O₂ +2H₂O=4HNO₃，可知需要n（NO₂）=n（NO₂）=×1mol/L×2L=0.5mol，所以需要氧氣的最小體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：11.2．
點評：本題以圖象為載體考查平衡影響因素、平衡常數(shù)、化學平衡的計算、讀圖提取信息能力，難度中等，結(jié)合圖的信息運用知識解決問題．