Question

11．在2L密閉容器內，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	0.011	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫出該反應的平衡常數表達式：K=$\frac{[N{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$．
（2）如圖中表示NO₂的變化的曲線是b．
（3）能說明該反應已達到平衡狀態的是bc．
a．v（NO₂）=2v（O₂）          b．容器內壓強保持不變
c．v_逆 （NO）=2v_正（O₂）      d．容器內密度保持不變
（4）某同學查閱資料得知，該反應K_300℃＞K_350℃；25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ．但是該同學由于疏忽，忘記注明“+”、“-”．根據題目信息，該反應的熱化學方程式為2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-112.8KJ/mol．
（5）為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．及時分離除NO₂氣體          b．適當升高溫度
c．增大O₂的濃度               d．選擇高效催化劑．

Answer 1

分析 （1）平衡常數K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$；
（2）根據表格知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，根據一氧化氮和二氧化氮之間轉化關系式計算平衡時二氧化氮的物質的量，從而確定曲線；
（3）根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態；
（4）25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ，則生成2mol NO₂，熱量變化為112.8kJ，據此寫出熱化學方程式；
（5）根據化學反應速率的影響因素和化學平衡移動影響因素判斷．

解答 解：（1）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中達到平衡狀態，平衡常數K=$\frac{[N{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$，故答案為：$\frac{[N{O}_{2}]^{2}}{[NO]^{2}[{O}_{2}]}$；
（2）根據表格知，隨著反應的進行，一氧化氮的物質的量減小，則平衡向正反應方向移動，二氧化氮的物質的量逐漸增大，當反應達到平衡狀態時，參加反應的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，根據二氧化氮和一氧化氮的關系式知，平衡狀態時生成n（NO₂）等于參加反應的n（NO），所以為0.013mol，c（NO₂）=$\frac{0.013mol}{2L}$=0.0065mol/L，故選b，
故答案為：b；
（3）a、反應速率之比等于化學方程式計量數之比，為正反應速率之比，當v （NO₂）=2v （O₂）時，該反應不一定達到平衡狀態，故a錯誤；
b、該反應是一個反應氣體氣體體積改變的可逆反應，當達到平衡狀態時，各物質的濃度不變，則容器內壓強保持不變，故b正確；
c、不同物質表示的正逆速率之比等于化學計量數之比，反應到達平衡，故v_逆（NO）=2v_正（O₂），說明到達平衡，故c正確；
d、根據質量守恒定律知，混合物質量始終不變，容器的體積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，所以不能據此判斷是否達到平衡狀態，故d錯誤；
故選bc，故答案為：bc；
（4）25℃時，生成1mol NO₂，熱量變化為56.4kJ，則生成2mol NO₂，熱量變化為112.8kJ，據此寫出熱化學方程式為：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-112.8KJ/mol，故答案為：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-112.8KJ/mol；
（5）a．及時分離除NO₂氣體，濃度降低，化學反應速率減小，故a錯誤；
b．正反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，故b錯誤；
c．增大O₂的濃度，增大反應速率，且化學平衡向正反應方向移動，故c正確；
d．選擇高效催化劑，只增大化學反應速率，不影響化學平衡移動，故d錯誤；
故選c．

點評 本題考查平衡常數即影響因素、化學反應速率、影響化學平衡的元素與平衡狀態的判斷等，難度中等，注意平衡狀態判斷選擇判斷的物理量，應隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態．