Question

12．（1）在容積為2L的密閉容器中，保持體系內溫度800℃不變，將一定量的NO和O₂混合發生反應：2NO+O₂?2NO₂，其中NO的物質的量（n）隨時間（t）的變化關系如圖所示，請回答下列問題．
①圖象中曲線I （選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示NO₂的變化．
②若升高反應體系的溫度，使反應重新達到平衡，此時體系中n（NO）=n（NO₂），則該反應是放熱反應．
③在800℃時，若縮小容器的體積，達新平衡時n（NO）＜ （選填“＞”、“=”或“＜”）0.07mol，NO的轉化率增大 （選填“增大”、“不變”或“減小”）
（2）一定條件下，體積為1L的密閉容器中發生如下反應：SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ•mol^-1
①下列各項中能說明該反應已達化學平衡狀態的是bcd（填字母序號）
a．v_消耗（SiF₄）=4v_生成（HF）          b．容器內氣體壓強不再變化
c．容器內氣體的總質量不再變化   d．HF的體積分數不再變化
②反應過程中測定的部分數據如下表（表中t₂＞t₁）所示．

反應時間/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
0	1.20	2.40[
t1	0.80	a
t2	b	1.60

通過a或b的值及化學平衡原理判斷t₁時反應是否達到化學平衡狀態t₁時反應已經達到化學平衡狀態．

Answer 1

分析 （1）①曲線Ⅱ表示的物質的量減小是反應物，曲線Ⅰ表示的物質的量增大是生成物；
②根據氮元素守恒，當n（NO）=n（NO₂）時，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，依此判斷平衡移動和反應熱；
③縮小容器體積，壓強增大，據此判斷平衡移動；
（2）①根據化學平衡狀態的特征分析，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，注意選擇的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變，說明到達平衡；
②依據化學平衡三段式列式計算，結合熱化學方程式分析判斷．

解答 解：（1）①曲線Ⅱ表示的物質的量減小是反應物，曲線Ⅰ表示的物質的量增大是生成物，所以曲線Ⅰ表示NO₂的變化，故答案為：Ⅰ；
②根據氮元素守恒，當n（NO）=n（NO₂）時，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，與圖中的平衡比較，NO物質的量增加了，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，
故答案為：放；
③縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，所以NO的物質的量減少，即達新平衡時n（NO）＜0.07mol；平衡向正反應方向移動，則NO轉化率增大，
故答案為：＜；增大；
（2）①a、υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反應速率，且比例關系不等于化學計量數之比，不能說明到達平衡狀態，故錯誤；
b、正反應是氣體物質的量增大的反應，隨反應進行容器內壓強增大，容器內氣體壓強不再變化說明到達平衡狀態，故正確；
c、反應有固體生成，隨反應進行氣體的總質量減小，容器內氣體的總質量不再變化，說明到達平衡狀態，故正確；
d、平衡時，各組分的含量不變，HF體積分數不再變化，說明到達平衡狀態，故正確；
故答案為：bcd；
②由表中數據可知，t₁時△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根據方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故t₁時刻，水的物質的量=2.4mol-0.8mol=1.6mol，說明在一定條件下，t_1～t₂時各組分的濃度（或物質的量）均已不再發生改變，所以t₁時反應已經達到化學平衡狀態．
故答案為：t₁時反應已經達到化學平衡狀態．

點評 本題考查了反應速率和化學平衡的有關知識，注意理解化學平衡狀態的判斷，側重于基本原理的應用，題目難度中等．