Question

（11分）某條件下，在2L密閉容器中發生如下反應：2NO₂(g)2NO(g)＋O₂(g) △H>0。在三種不同條件下進行，其中NO、O₂的起始濃度都為0 mol/L，實驗Ⅰ、Ⅱ反應溫度相同，NO₂的濃度(mol·L^－1)隨時間(min)的變化如圖所示。請回答下列問題：

（1）請在圖中標上對應的反應溫度（800℃或850℃）。實驗Ⅱ隱含的反應條件是_______________________。
（2）寫出該反應的平衡常數表達式：K=______________。
（3）若實驗Ⅰ中達平衡后，再向密閉容器中通入1mol NO₂與1mol NO混合氣體（保持溫度不變），則平衡將_________（填“正向移動”或“逆向移動”或“不移動”）
（4）一定條件下NO₂與SO₂可發生反應，其方程式為：
NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) △H>0，將NO₂與SO₂以體積比置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是     　　 。
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、混合氣體的平均相對分子質量保持不變
（5）若改變條件，使平衡常數變大，該反應    　　  。
A、一定向正反應方向移動               B、在平衡移動時，正反應速率先增大后減小
C、一定向逆反應方向移動               D、在平衡移動時，逆反應速率先增大后減小

Answer 1

（12分，每空2分）⑴使用了催化劑

⑵c²(NO)·c (O₂)/c²(NO₂)   ⑶不移動  ⑷B  ⑸A　B

試題分析：（1）由于正反應是吸熱反應，所以升高溫度平衡向正反應方向進行，則NO₂的濃度降低，所以正確的圖像是（見答案）；實驗Ⅱ和實驗I相比，平衡狀態是相同的，但達到平衡的時間減少，由于正反應是體積最大的，因此隱含的反應條件是使用鋁催化劑。
（2）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值。所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式是K＝c²(NO)·c (O₂)/c²(NO₂)。
（3）實驗Ⅰ中達平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，則
2NO₂（g）2NO（g）+O₂（g）
起始濃度（mol/L）     1              0        0
轉化濃度（mol/L）     0.5            0.5      0.25
平衡濃度（mol/L）：    0.5            0.5      0.25
所以平衡常數＝c(NO)²×c(O₂) c(NO₂)²＝0.25
若實驗Ⅰ中達平衡后，再向密閉容器中通入1mol NO₂與1mol NO混合氣體（保持溫度不變）
此時為c（NO₂）＝0.5mol/L＋1mol/ 2L =1mol/L，c（NO）＝＋1mol/ 2L ="1mol/L" ，c（O₂）＝0.25mol/L，此時濃度商為Q＝c(NO)²×c(O₂) c(NO₂)² =1²×0.25/ 1²＝0.25，所以平衡不移動。
（4）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。顏色深淺和濃度有關系，所以B正確。根據反應的方程式可知，反應前后體積不變，所以壓強始終是不變的，A不正確；SO₃和NO的體積比總是1︰1的，所以C不正確；混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量和物質的量都是不變的，所以D不正確，答案選B。
（5）改變條件，使平衡常數變大，則平衡一定是向正反應方向移動的，A正確，C不正確。由于正反應是吸熱反應，所以改變的體積一定是升高溫度，因此在平衡移動時，正反應速率先增大后減小，B正確。在平衡移動時，逆反應速率始終是增大的，答案選AB。
點評：本題考查圖象與化學平衡，明確影響化學平衡的因素及圖象中量的是解答本題的關鍵，（3）是學生解答中的難點，要注意利用K與Q來分析平衡移動的方法。該題濃度較大，不易得分。