Question

（2012?百色二模）在2L的密闭容器内投入一定量NO₂，发生反应2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）．分别在a、b两种不同实验条件下反应，得出NO₂的浓度随时间变化的曲线如图所示．
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1．
NO₂（g）+SO₂（g）?NO（g）+SO₃（g）△H=-41.8kJ?mol^-1．
则反应：2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）的△H=

+113.0

kJ?mol^-1．
（2）下列描述中，一定能说明密闭容器中的反应达到平衡状态的是

BC

（填字母代号）．
A．v（NO₂）=v（NO）
B．混合气体的颜色保持不变
C．密闭容器中O₂的体积分数不变
D．密闭容器中NO和O₂的体积比不变
（3）实验a中，从反应开始至第一次刚达到平衡时段，生成O₂的平均速率为

0.017

mol/（L?min）（答案保留两位有效数字）．
（4）由图象信息推断，T₁℃

低于

T₂℃（填“低于”或“高于”），理由是

T₂℃时反应到达平衡所用时间短，说明速率快，所以温度高

．
（5）20-25min时间段，a曲线变化的可能原因是

A

（填字母代号，下同），30-35min时间段．a曲线变化的可能原因是．

B

．
A．升高温度  B．缩小容器体积  C．降低温度  D．扩大容器体积 E．在恒容条件下充入NO₂
（6）若在实验b初始，向该2L密闭容器中通入的是1molNO₂、1molNO、0.5molO₂，则达到平衡后NO₂的浓度是．

0.2mol/L

，NO₂的转化率为

60%

．

Answer 1

分析：（1）利用盖斯定律结合热化学方程式计算反应热；
（2）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变；
（3）根据图象中的数据，利用三段式计算；
（4）根据图象中反应到达平衡的时间的长短分析；
（5）由图象可知20-25min时间段，NO₂浓度增大，平衡正移；30-35min时间段NO₂突然增大，后逐渐减小到达平衡；
（6）采用极限转化法，把生成物转化为反应物，则NO₂的浓度为1mol/L，所以与原平衡时的初始浓度相等，所以二者是等效平衡，则平衡浓度与原平衡相同．

解答：解：（1）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1．
②NO₂（g）+SO₂（g）?NO（g）+SO₃（g）△H=-41.8kJ?mol^-1，
利用盖斯定律将②×2-①得2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g），则：
△H=（-41.8kJ?mol^-1）×2-（-196.6kJ?mol^-1）=+113.0kJ?mol^-1，
故答案为：+113.0kJ?mol^-1；
（2）A、v（NO₂）=v（NO），自始至终都成立，不能说明到达平衡，故A错误；
B、有颜色气体为二氧化氮，颜色不变，说明二氧化氮的浓度不再发生变化，说明反应到达平衡，故B正确；
C、密闭容器中O₂的体积分数随反应进行逐渐增大，当O₂的体积分数不变时，说明反应到达平衡，故C正确；
D、密闭容器中NO和O₂的体积比始终等于计量数之比，所以NO和O₂的体积比不变，不能说明到达平衡，故D错误；
故答案为：BC；
（3）实验Ⅰ中反应15min达平衡，c（NO₂）=0.5mol/L，
             2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
开始（mol/L）：1            0        0
变化（mol/L）：0.5         0.5      0.25
平衡（mol/L）：0.5         0.5      0.25；
所以v（O₂）=

△c

t

=

0.25mol/L

15min

=0.017mol/（L?min），
故答案为：0.017mol/（L?min）；
（4）根据图象可知T₂℃时反应到达平衡所用时间短，说明速率快，而且b与a相比平衡向正方向移动，所以温度高，即T₁℃低于T₂℃，
故答案为：低于；b与a相比，反应速率加快，化学平衡向正方向移动；
（5）由图象可知20-25min时间段，NO₂浓度增大，平衡正移，所以改变条件为升高温度；30-35min时间段NO₂突然增大，后逐渐减小到达平衡，所以改变条件为缩小容器体积，
故答案为：A；B；
（6）采用极限转化法，把生成物转化为反应物，则NO₂的浓度为1mol/L，所以与原平衡时的初始浓度相等，所以二者是等效平衡，则平衡浓度与原平衡相同，所以平衡时c（NO₂）=0.2mol/L，
已知向该2L密闭容器中通入的是1molNO₂、1molNO、0.5molO₂，所以二氧化氮的起始浓度为

1mol

2L

=0.5mol/L，平衡时c（NO₂）=0.2mol/L，
所以参加反应的二氧化氮为0.5mol/L-0.2mol/L=0.3mol/L，
所以NO₂的转化率为

0.3

0.5

×100%=60%，
故答案为：0.2mol/L；60%．

点评：本题考查了反应速率、平衡移动、平衡状态判断，热化学方程式等，旨在考查学生对基础知识的掌握理解，难度中等，加强基础知识的积累掌握．