Question

6．在容積為VL的密閉容器中發生反應：2NO₂?2NO+O₂．反應過程中NO₂的物質的量隨時間變化的情況如圖1所示．

（1）曲線A和B表示的是該反應在不同條件下的反應狀況，則該不同條件是B
A．有、無催化劑    B．溫度不同  C．壓強不同
（2）寫出該反應的化學平衡常數K的表達式：$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，并比較K_800℃＜K_850℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在B條件下從反應開始至達到平衡，氧氣的反應速率v（O₂）=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）．
（4）在如圖2所示的三個容積相同的三個容器①、②、③進行反應：2NO+O₂?2NO₂
（Ⅰ）若起始溫度相同，分別向三個容器中充入2molNO和1molO₂，則達到平衡時各容器中NO物質的量分數由大到小的順序為（填容器編號）①②③．
（Ⅱ）若起始時維持溫度和體積不變，②中投入2molNO和1molO₂； ③中投入2molNO、1molO₂和2molNO₂，則達到平衡時，兩容器中NO的轉化率②＜③．（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）由圖象可知B狀態反應較快，且A、B處于不同平衡狀態，B狀態NO₂的物質的量較少，結合溫度、壓強對平衡移動的影響判斷；
（2）根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積計算，結合溫度對平衡移動的影響判斷；
（3）根據NO₂的物質的量結合方程式可判斷平衡時O₂的濃度，進而可計算O₂的反應速率；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推斷可知該反應為放熱反應，根據溫度壓強對平衡的影響分析；
（5）該反應是一個反應前后氣體體積減小、放熱的可逆反應，相同溫度下，壓強越大越有利于平衡向正反應方向移動．

解答 解：（1）由圖象可知B狀態反應較快，且A、B處于不同平衡狀態，肯定不是催化劑的影響，如是壓強的影響，則增大壓強，平衡向逆反應方向移動，則NO₂的物質的量應增大，但B狀態NO₂的物質的量較少，應是升高溫度的原因，該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，則NO₂的物質的量減少，故答案為：B；
（2）平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，則平衡常數增大，
故答案為：k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；＜；
（3）根據圖象可知，B狀態時，平衡時NO₂的物質的量為0.1mol，則反應的NO₂的物質的量為0.1mol，生成O₂的物質的量為0.05mol，則V_O2=$\frac{\frac{0.05mol}{VL}}{2s}$=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s），
故答案為：$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推斷可知該反應為放熱反應，容器①外面有隔熱套，反應放熱則容器內溫度升高，平衡逆移，NO物質的百分含量增大；容器③有自由移動的活塞，容器內為恒壓狀態，而容器②體積不變反應后氣體物質的量減少，壓強減小，所以容器③的壓強大于容器②的壓強，所以容器③內向正方向進行的程度大，NO物質的百分含量減小，所以NO物質的百分含量由大到小的順序為①②③，故答案為：①②③；
（5）若溫度不變，反應過程②中的壓強不斷減小，③的壓強始終不變，導致反應過程中丙的壓強始終比乙大，有利于③向正反應方向移動，所以達到平衡時，兩容器中NO的轉化率②＜③，故答案為：＜．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡的計算，外界條件對平衡移動的影響以及平衡狀態的判斷，題目難度中等．