Question

【題目】用化學反應原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有著重要的意義。

（1）已知：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1

2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2

NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3

則△H3 =__________(用△H1、△H2表示)，如果上述三個反應方程式的平衡常數分別為K1、 K2、K3，則K3 =__________(用K1、K2表示)。

（2）如圖所示，A 是恒容的密閉容器，B 是一個體積可變的充氣氣囊。保持恒溫，關閉K2，分別將2mol NO 和1 mol O2通過K1、K3分別充入A、B 中，發生的反應為2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) [不考慮2NO2 (g)N2 O4 (g) ]，起始時A、B 的體積相同均為a L。

①下列說法和示意圖正確，且既能說明A 容器中反應達到平衡狀態，又能說明B 容器中反應達到平衡狀態的是_________。

a. A、B 容器中氣體的顏色均不再發生變化

b. A、B 容器中NO 和O2物質的量濃度比均為2:1

② T℃時，A 容器中反應達到平衡時的平衡常數Kp = 8×10﹣2 （kPa)﹣1。若A 容器中反應達到平衡時p(NO2) = 200kPa，則平衡時NO的轉化率為_____________。（Kp 是用平衡分壓代替平衡濃度計算所得平衡常數，分壓＝總壓×物質的量分數）

（3）將0.2 mol SO2和0.15 mol O2通入2L 的密閉容器中，測得SO2的物質的量隨時間變化如 圖實線 所示。

編號	a	b	c	d	e
n(SO2)/mol	0.16	0.12	0.09	0.07	0.07
t/min	2	5	8	15	22

①ab 段平均反應速率____________（填“大于”“小于”或“等于”）bc 段平均反應速率：de 段平均反應速率為_________________。

②僅改變某一個實驗條件，測得SO2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，則改變的條件是__________。

Answer 1

【答案】（△H1—△H2）/2 ac 66.7％ 大于 0 加入催化劑

【解析】

（1）已知：①2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1，②2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2，③NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3，則根據蓋斯定律可知（①－②）÷2即得到反應③，所以其反應熱△H3 =（△H1—△H2）/2，如果上述三個反應方程式的平衡常數分別為K1、K2、K3，則K3 =。

（2）①a、顏色的深淺與濃度有關系，所以A、B 容器中氣體的顏色均不再發生變化說明二氧化氮的濃度不再發生變化，反應達到平衡狀態，a正確；b、根據方程式可知NO 和O2始終按照物質的量之比2：1進行，所以A、B 容器中NO 和O2物質的量濃度比始終均為2:1，不能說明反應達到平衡狀態，b錯誤；c、當逆反應速率不再發生變化時說明反應達到平衡狀態，c正確；d、平衡常數只與溫度有關系，不能說明反應是否達到平衡狀態，d錯誤，答案選ac。

② 2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g)

起始量（mol） 2 1 0

轉化量（mol） 2x x 2x

平衡量（mol）2－2x 1－x 2x

則200＝，氧氣和NO的分壓分別是、，因此根據平衡常數可知

，解得x＝2/3，所以平衡時NO的轉化率為。

（3）①根據圖像可知ab段的曲線效率大，所以平均反應速率大于bc段平均反應速率：根據圖像可判斷de 段濃度不再發生變化，反應達到平衡狀態，則de段的平均反應速率為0。

②僅改變某一個實驗條件， 測得SO2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，此時達到平衡的時間減少，但平衡狀態不變，所以改變的條件是加入催化劑。

【點晴】

該題考查的知識點較多，屬于中等難度試題。難點和易錯點是平衡狀態判斷、平衡常數應用、圖像分析。可逆反應達到平衡狀態有兩個核心的判斷依據：①正反應速率和逆反應速率相等。②反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變。只要抓住這兩個特征就可確定反應是否達到平衡狀態，對于隨反應的發生而發生變化的物理量如果不變了，即說明可逆反應達到了平衡狀態。判斷化學反應是否達到平衡狀態，關鍵是看給定的條件能否推出參與反應的任一物質的物質的量不再發生變化。有關圖像分析答題時需要注意：（1）緊扣特征，弄清可逆反應的正反應是吸熱還是放熱，體積增大、減小還是不變，有無固體、純液體物質參與反應等。

（2）先拐先平，在含量(轉化率)—時間曲線中，先出現拐點的則先達到平衡，說明該曲線反應速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。

（3）定一議二，當圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。

（4）三步分析法，一看反應速率是增大還是減小；二看v正、v逆的相對大小；三看化學平衡移動的方向。