Question

19．在2L密闭容器内，80℃时反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反应体系中，n（NO）随时间t的变化如表

时间t（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）上述反应是（填“是”或不是）可逆反应，在第5s时，NO的转化率为65%．
（2）如图表示NO₂变化曲线的是b．（填字母）．用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v=0.0015mol•L^-1•S^-1．  
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是bc．
a．v（NO₂）=2v（O₂）       b．容器内压强保持不变
c．v（NO）_逆=2v（O₂）_正d．容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c．
a．及时分离出NO₂气体  b．适当升高温度         c．增大O₂的浓度
d．选择高效催化剂       e．等温等容时，充入氦气     f．等温等压时充入氦气
（5）若将2molNO和1molO₂充入两个密闭容器中，保持一定温度进行反应：
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒压条件下达到平衡时生成amolNO₂，在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO₂，则a与b的关系是：a＞b（填“＞”、”＜“或”=”）
（6）如果按物质的量之比为2：1充入NO和O₂的混合气体，则达到平衡时NO与O₂的转化率之比为1：1．

Answer 1

分析 （1）图象可知3分钟后各物质的浓度不随时间改变；在第5s时，NO的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）根据表格知，随着反应的进行，去一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，根据一氧化氮和二氧化氮之间转化关系式计算平衡时二氧化氮的物质的量，从而确定曲线；先计算一氧化氮的反应速率，再根据同一化学反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气的反应速率；
（3）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，由此衍生的一些物理量也不变；
（4）为使该反应的反应速率增大，可采用增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等方法，再结合平衡移动原理分析解答；
（5）在恒压条件下反应进行过程中压强增大，和恒容条件下比较，相当正向于在恒容条件下达到平衡后加压平衡正向进行；
（6）如果按物质的量之比为2：1充入NO和O₂的混合气体，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反应之比等于2：1，则达到平衡时NO与O₂的转化率相同．

解答 解：（1）图表中NO浓度在3min 后不随时间改变，说明反应达到平衡状态，反应为可逆反应，在第5s时，NO的转化率=$\frac{0.02mol-0.007mol}{0.02mol}$×100%=65%，
故答案为：是；65%；
（2）根据表格知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，当反应达到平衡状态时，参加反应的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，根据二氧化氮和一氧化氮的关系式知，平衡状态时生成n（NO₂）等于参加反应的n（NO），所以为0.013mol，c（NO₂）=$\frac{0.013mol}{2L}$，故选b；
0～2s时，v（NO）=$\frac{\frac{0.020mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=0.003mol/（L．s），同一化学反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=0.0015mol•L^-1•S^-1，
故答案为：b；0.0015mol•L^-1•S^-1；
（3）a、当v （NO₂）=2v （O₂）时，该反应不一定达到平衡状态，故a错误；
b、该反应是一个反应气体气体体积改变的可逆反应，当达到平衡状态时，各物质的浓度不变，则容器内压强保持不变，故b正确；
c、v_逆（NO）：v_正（O₂）=2：1时，该反应达到平衡状态，所以当v_逆（NO）=2v_正（O₂），该反应达到平衡状态，故c正确；
d、根据质量守恒定律知，混合物质量始终不变，容器的体积不变，则容器内混合气体的密度始终不变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故d错误；
故答案为：bc；
（4）a．及时分离除NO₂气体平衡向右移动，但反应速率减小，故a错误；
b．适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故b错误；
c．增大O₂的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故c正确；
d．选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故d错误；
e．等温等容时，充入氦气，总压增大，分压不变，平衡不变，故e错误；
f．等温等压时充入氦气，体积增大压强减小，反应速率减小，平衡逆向进行，故f错误；
故选c．
故答案为：c；
（5）若将2molNO和1molO₂充入两个密闭容器中，保持一定温度进行反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒压条件下达到平衡时生成amolNO₂，在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO₂，在恒压条件下反应进行过程中压强增大，和恒容条件下比较，相当正向于在恒容条件下达到平衡后加压平衡正向进行，则a与b的关系是：a＞b，
故答案为：＞；
（6）按物质的量之比为2：1充入NO和O₂的混合气体，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反应之比等于2：1，反应物起始量和消耗量之比相同为2：1，转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，则达到平衡时NO与O₂的转化率相同，达到平衡时NO与O₂的转化率之比1：1，
故答案为：1：1．

点评 本题考查了图象变化分析判断、化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算、化学平衡影响因素分析、转化率计算等知识点，根据v=$\frac{△c}{△t}$、v（正）=v（逆）来分析解答即可，题目难度中等．