Question

在800℃时，在2L密闭容器中将一定量的NO和O₂混合发生反应2NO+O₂?2NO₂，n（NO）随时间的变化如下表：

时间/s		10	20	30	40	50
n（NO）/mol	0.2	0.1	0.08	0.07	0.07	0.07

请回答下列问题：
（1）用O₂表示从0～20s内该反应的速率为    ；达到平衡时NO的转化率为    ．
（2）若升温到850℃，平衡后n（NO）=n（NO₂），则该反应是    热反应（填：“吸”、“放”）
（3）下列能说明该反应已达到平衡的是    ．
A．容器内压强不变                       B．容器内气体密度不变
C．n（NO）=n（NO₂）                     D．容器内气体颜色不变
E．容器内混合气体的平均分子量不变       F．v（NO₂）=2v（O₂）
（4）若改变某一条件，达新平衡时n（NO）=0.06mol，下列说法正确的是    ．
A．平衡一定正向移动
B．可能是向容器中加入了一定量的NO气体
C．NO的转化率一定增大
D．可能是缩小了容器的体积
（5）假设在一定条件下0.2molNO气体与氧气反应，达到平衡时测得放出热量akJ，此时NO转化率为80%，写出在此条件下该反应的热化学方程式    ．

Answer 1

【答案】分析：由表中数据可知，开始NO的物质的量为0.2mol，30s时反应达平衡，平衡时NO的物质的量为0.07mol．
（1）根据方程式计算出参加反应的氧气的物质的量，根据v=计算n（O₂）．
根据平衡时NO的物质的量，求出参加反应的NO的物质的量，根据转化率的定义计算平衡时NO的转化率．
（2）升温到850℃，平衡后n（NO）=n（NO₂），根据N原子守恒可知n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，平衡向逆反应进行，升高温度平衡向吸热反应进行．
（3）可逆反应到达平衡，正逆速率相等（同种物质表示速率）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质表示速率），各组分的浓度、物质的量、含量保持不变，以及由此衍生的其它一些物理量不变，据此分析．
（4）改变某一条件，达新平衡时n（NO）=0.06mol，说明平衡向正反应移动或移去部分NO，平衡向逆反应进行．
（5）由题意可知转化的NO为0.16mol，放出的热量为akJ，所以2molNO反应放出的热量为12.5aKJ，据此写出热化学方程式，注意物质状态，△H的符号、数值、单位．
解答：解：（1）根据方程式2NO+O₂2NO₂，可知参加反应的氧气的物质的量为×（0.2-0.08）mol=0.06mol；
所以20s内，以O₂表示的反应速率为v===0.0015mol/L．s；
由表中数据可知，开始NO的物质的量为0.2mol，30s时反应达平衡，平衡时NO的物质的量为0.07mol．
参加反应NO的物质的量为0.2mol-0.07mol=0.13mol，
达到平衡时NO的转化率为×100%=65%．
故答案为：0.0015mol/（L．S）；65%．
（2）升温到850℃，平衡后n（NO）=n（NO₂），根据N原子守恒可知n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，平衡向逆反应进行，升高温度平衡向吸热反应进行，所以正反应为放热反应．
故答案为：放．
（3）A、恒温恒容，反应前后气体体积减小，所以随反应进行压强减小，当压强不变，说明到达平衡，故A正确；
B、反应混合物都为气体，总质量不变，体积不变，密度自始至终不变，故B错误；
C、一定条件下达平衡时n（NO）=n（NO₂）可能相等，条件不同n（NO）=n（NO₂）反应不一定处于平衡状态，故C错误；
D、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D正确；
E、混合气体总的质量不变，总的物质的量随反应进行减小，平均相对分子质量减小，当平均相对分子质量不变时，说明反应到达平衡，故E正确；
F、自反应开始v（NO₂）为v（O₂）的2倍，所以v（NO₂）=2v（O₂），不能说明达平衡，故F错误．
故选：ADE
（4）A．移去部分NO，平衡向逆反应进行，故A错误；
B．加入了一定量的NO气体，平衡向正反应进行，移动的目的是减小NO增大趋势，但平衡时物质的量比原来多，故B错误；C．改变某一条件，达新平衡时n（NO）=0.06mol，比原平衡小，若平衡向正反应移动，此时改变条件不可能是增大NO的物质的量，若一定量的NO气体，平衡向正反应进行，移动的目的是减小NO增大趋势，但平衡时物质的量比原来多，NO的转化率一定增大．
若移去部分NO，平衡向逆反应进行，可等效为开始加入的NO少些，氧气不变，与原平衡相比，NO转化率增大．故C正确．
D．小了容器的体积，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，NO的物质的量减少，故D正确．
故选：CD
（5）转化的NO的物质的量为2mol×80%=0.16mol，放出的热量为akJ，所以2molNO反应放出的热量为×akJ=12.5aKJ，所以热化学反应方程式为2NO （g）+O_2（g）2NO₂（g）；△H=-12.5aKJ?mol^-1．
故答案为：2NO （g）+O_2（g）2NO₂（g）；△H=-12.5aKJ?mol^-1．
点评：考查反应速率、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．