Question

15．一定温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入0.88mol NO₂（g），发生反应：2NO₂（g）?O₂（g）+2NO（g），得到O₂的物质的量随时间变化曲线如图所示，回答下列问题：
（1）前2s内，v（NO）为0.060mol/（L•s）mol•L^-1•s^-1，该反应的平衡常数为0.0002mol/L；
（2）下列选项中，能说明该反应达到平衡状态的依据是bc．
a．v（NO₂）=v（NO）
b．气体的颜色不再变化
c．混合气体平均相对分子质量不再改变
d．混合气体密度不变
（3）保持温度不变，向此容器中再通入1.2mol NO₂和0.12mol NO，则平衡不移动（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”，），其原因是因为Qc=K，反应仍是平衡状态；
（4）保持其他条件不变，①加入催化剂，NO₂的转化率不变（填“增大”“减小”或“不变”），其原因是催化剂只能加快反应速率不影响平衡移动；②升高温度，平衡时c（O₂）=0.022mol•L^-1，则该反应的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）据图求算v（O₂），再据v（NO）=2v（O₂）计算速率；据平衡时，n（O₂）=0.040mol，可知各物质的浓度，据K=$\frac{[NO]^{2}•[{O}_{2}]}{[N{O}_{2}]^{2}}$计算；
（2）当可逆反应的正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变时，反应达到平衡状态，据此分析；
（3）据Qc与K的大小比较；
（4）催化剂不影响平衡移动，只能加快反应速率；升温氧气浓度增大，说明平衡正向移动，正反应吸热．

解答 解：（1）v（O₂）=$\frac{\frac{0.030mol}{2.0L}}{2s}$=0.030mol/（L•s），所以v（NO）=2×0.030mol/（L•s）=0.060mol/（L•s）；平衡时c（O₂）=$\frac{0.040mol}{2.0L}$=0.020mol/L，则平衡时c（NO）=0.040mol/L，则平衡时c（NO₂）=$\frac{0.88mol}{2.0L}$-0.04mol/L=0.44mol/L-0.040mol/L=0.40mol/L，K=$\frac{[NO]^{2}•[{O}_{2}]}{[N{O}_{2}]^{2}}$=$\frac{0.04{0}^{2}×0.020}{0.4{0}^{2}}$=0.0002mol/L，
故答案为：0.060mol/（L•s）；0.0002mol/L；
（2）a．v（NO₂）=v（NO），不能说明正逆反应速率相等，故a错误；
b．气体的颜色不再变化，说明二氧化氮的浓度不变，反应达到平衡状态，故b正确；
c．该反应是反应前后气体物质的量不同的反应，混合气体平均相对分子质量不再改变，说明气体物质的量不变，反应达到平衡状态，故c正确；
d．混合气体质量始终不变，容器体积不变，所以混合气体密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：bc；
（3）向此容器中再通入1.2mol NO₂和0.12mol NO，则c（NO）=0.04mol/L+$\frac{0.12mol}{2L}$=0.1mol/L，c（NO₂）=0.4mol/L+$\frac{1.2mol}{2L}$=1.0mol/L，所以Qc=$\frac{0．{1}^{2}×0.02}{1．{0}^{2}}$=0.0002mol/L=K，反应仍是平衡状态，平衡不移动，故答案为：不移动；因为Qc=K，反应仍是平衡状态；
（4）催化剂只能加快反应速率不影响平衡移动，反应物转化率不变；原平衡，c（O₂）=0.020mol•L^-1，升温氧气浓度增大，说明平衡正向移动，正反应吸热，△H＞0，故答案为：不变；催化剂只能加快反应速率不影响平衡移动；＞．

点评 本题考查了化学反应速率以及平衡常数的计算、化学平衡状态的判断、据Qc与K的大小比较判断平衡状态、催化剂对可逆反应的影响，题目难度不大．