Question

2．T℃時，向2L恒容密閉容器中充入1mol NO₂與2mol SO₂發生如下反應：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1．
（1）下列能說明該反應達到平衡狀態的是b．
a．體系壓強保持不變                     b．混合氣體顏色保持不變
c．SO₃和NO的體積比保持不變           d．每消耗n mol SO₃的同時生成n mol NO₂
（2）反應進行到20s 時，測得反應速率v（NO）=0.005mol•L^-1•s^-1，則消耗的NO₂為0.2mol．
（3）下列措施能使反應加快的是bc（僅改變一個條件）
a．降低溫度  b．縮小容積c．使用效率更高的催化劑
（4）若上述容器為絕熱容器（與外界無熱交換），則到達平衡所需時間將b．
a．延長              b．縮短            c．不變             d．無法確定．

Answer 1

分析 （1）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量及由此引起的一系列物理量不變；
（2）同一可逆反應同一時間段內各物質的反應速率之比等于計量數之比，據此計算二氧化氮反應速率，再根據n=vtV計算二氧化氮物質的量；
（3）該反應是一個反應前后氣體計量數之和不變的放熱反應，升高溫度、加入催化劑、增大壓強都增大反應速率；
（4）若上述容器為絕熱容器（與外界無熱交換），該反應的正反應是放熱反應，所以相當于升高溫度，反應速率加快．

解答 解：（1）a．該反應是一個反應前后氣體計量數之和不變的可逆反應，所以壓強始終不變，所以體系壓強保持不變不能說明該反應達到平衡狀態，故錯誤；                     
b．混合氣體顏色保持不變，說明各物質濃度不變，所以該反應達到平衡狀態，故正確；
c．SO₃和NO的體積比保持不變時該反應可能達到平衡狀態也可能沒有達到平衡狀態，與反應物初始濃度及轉化率有關，所以不能據此判斷平衡狀態，故錯誤；           
d．無論該反應是否達到平衡狀態，都存在每消耗n mol SO₃的同時生成n mol NO₂，所以不能據此判斷平衡狀態，故錯誤；
故選b；
（2）同一可逆反應同一時間段內各物質的反應速率之比等于計量數之比，v（NO₂）=v（NO）=0.005mol•L^-1•s^-1，則參加反應的n（NO）=vtV=0.005mol•L^-1•s^-1×20s×2L=0.2mol，
故答案為：0.2；
（3）該反應是一個反應前后氣體計量數之和不變的放熱反應，升高溫度、加入催化劑、增大壓強都增大反應速率，降低溫度反應速率降低，故選bc；
（4）若上述容器為絕熱容器（與外界無熱交換），該反應的正反應是放熱反應，所以相當于升高溫度，反應速率加快，則縮短反應達到平衡時間，故選b．

點評 本題考查化學平衡狀態判斷、反應速率有關計算、化學平衡影響因素、反應速率影響因素等知識點，側重考查學生分析判斷能力，注意：只有反應前后改變的物理量才能作為平衡狀態判斷依據，易錯點是（4）題，相當于升高溫度．