Question

一定溫度下，在2L密閉容器中NO₂和O₂可發生下列反應：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）+5286kJ已知體系中n（NO₂）隨時間變化如下表：

t（s）	0	500	1000	1500
n（NO2）（mol）	20	13.96	10.08	10.08

（1）能說明該反應已達到平衡狀態的是

 

．
A．v（NO₂）=4v（O₂）           B．容器內壓強保持不變
C．v_逆（N₂O₅）=2v_正（O₂）       D．容器內密度保持不變
（2）反應達到平衡后，NO₂的轉化率為

 

，此時若再通入一定量氮氣，則NO₂的轉化率將

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（3）圖中能表示N₂O₅的濃度變化的曲線是

 

，用O₂表示從0-500s內該反應的平均速率v=

 

．
（4）能使該反應的反應速率增大，且平衡向正應方向移動的是

 

．
A．及時分離出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

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據化學反應處于平衡狀態時，各組成成份不變，正逆反應速率相等及有關物理量的變化特征可以判斷；
（2）根據轉化率=

已轉化了的物質的量

起始的物質的量

可以計算，加入氮氣后反應中的有關物質的濃度沒有變化，據此判斷轉化率的變化；
（3）根據反應物濃度減小，生成物嘗試增加，反應中各物質的變化量之比等于計量數之比，可以判斷；
（4）根據影響化學反應速率和化學平衡移動的外界因素可以判斷．

解答： 解：（1）根據化學反應處于平衡狀態時，各組成成份不變，正逆反應速率相等及有關物理量的變化特征可知，
A．v（NO₂）=4v（O₂），但未指明是正反應還是逆反應速率，故A錯誤；
B．由于該反應是前后氣體計量數改變的反應，所以容器內壓強保持不變時，則說明反應已經處于平衡狀態，故B正確；
C．v_逆（N₂O₅）=2v_正（O₂），則說明正逆反應速率相等，故C正確；
D．由于反應在恒容條件下進行，反應前后氣體質量守恒，所以反應過程中密度始終不變，所以容器內密度保持不變無法判斷反應是否處于平衡，故D錯誤；
故選BC．
（2）由表可知，參加反應的NO₂的物質的量為20mol-10.08mol=9.92mol，根據轉化率=

已轉化了的物質的量

起始的物質的量

可知，NO₂的轉化率為

9.92mol

20mol

×100%=49.6%，加入氮氣后反應中的有關物質的濃度沒有變化，所以NO₂的轉化率的沒有變化，故答案為：49.6%；不變；
（3）根據反應物濃度減小，生成物嘗試增加，反應中各物質的變化量之比等于計量數之比，根據方程式可知，氧氣是二氧化氮的反應速率的四分之一，五氧化二氮是二氧化氮的二分之一，結合圖可知c為五氧化二氮的變化曲線，a為二氧化氮的變化曲線，v（NO₂）=

20mol-13.96mol 2L

500s

=6.04×10^-3mol/（L?s），v（O₂）=

1

4

v（NO₂）=1.51×10^-3mol/（L?s），故答案為：c；1.51×10^-3mol/（L?s）；
（4）A．及時分離出NO₂氣體，降低了生成物濃度，平衡逆向移動，濃度下降，反應速率下降，故A錯誤； 
B．由于該反應是放熱反應，適當升高溫度，反應速率增大，平衡逆向移動，故B錯誤；  
C．增大O₂的濃度，增大反應物濃度平衡正向移動，反應速率增大，故C正確；   
D．選擇高效催化劑，平衡不移動，反應速率變大，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查了熱化學方程式、化學平衡常數、化學平衡移動、化學反應速率的計算等，題目較為綜合，難度中等，注意做題方法、判斷規律的積累．