Question

在2L密闭容器中反应2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始浓度都为0，NO₂的浓度（mol?L^-1）随时间（min）的变化如图所示．请回答下列问题：
（1）对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，得出的下列结论中正确的是

BD

．（填字母）
A． 实验Ⅱ和实验I相比，可能隐含的反应条件是：反应容器的体积缩小了
B．实验Ⅱ和实验I相比，可能隐含的反应条件是：使用效率更高的催化剂
C．实验I条件下该反应的平衡常数大于实验Ⅲ条件下该反应的平衡常数
D．对比实验Ⅰ和Ⅲ可知，该反应是吸热反应
（2）若实验Ⅰ中NO₂的起始浓度改为1.2mol?L^-1，其它条件不变，则达到平衡时所需用的时间

小于

40min（填“大于”、“等于”或“小于”），NO₂的转化率将

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）若实验Ⅰ中达平衡后，再向密闭容器中通入2mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与NO混合气体（保持温度不变），则平衡将

不

（填“向左”、“向右”、“不”）移动，新平衡状态时NO₂的物质的量浓度为

1

 mol?L^-1．
（4）若将实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中，欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的氧气

11.2

L．

Answer 1

分析：（1）实验Ⅱ和实验I相比，反应都从浓度为1.0mol/LNO₂的分解开始建立平衡，温度相同，平衡时NO₂的浓度相同，到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少，只能是实验Ⅱ使用催化剂；
对比实验Ⅰ和Ⅲ，实验Ⅲ温度升高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，平衡常数增大；
（2）浓度增大，压强增大，反应加快，缩短到达平衡时间；
增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动；
（3）根据平衡常数和浓度商判断平衡移动，若平衡不移动根据定义计算新平衡时NO₂的物质的量浓度，若平衡移动根据平衡常数计算新平衡时NO₂的物质的量浓度；
（4）根据原子守恒实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中，欲使气体被完全吸收所需的氧气为NO₂不分解时被水完全吸收所需要的氧气．

解答：解：（1）实验Ⅱ和实验I相比，反应都从浓度为1.0mol/LNO₂的分解开始建立平衡，温度相同，平衡时NO₂的浓度相同，到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少，即条件改变只加快反应速率，不影响平衡移动，反应前后为气体体积减小的反应，故只能是实验Ⅱ使用催化剂．故A错误，B正确；
对比实验Ⅰ和Ⅲ，实验Ⅲ温度升高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，所以正反应为吸热反应，故D正确；
温度升高平衡向正反应进行，所以平衡常数增大，故C错误．
故答案为：BD；
（2）浓度增大，压强增大，反应加快，缩短到达平衡时间，达到平衡时所需用的时间小于40min；增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，NO₂转化率减小，
故答案为：小于；减小；
（3）实验Ⅰ中达平衡后，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
平衡常数k=

c(NO)2?c(O2)

c2(NO2)

=

0.52×0.25

0.52

=0.25，
通入2mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与NO混合气体（保持温度不变），此时为c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（O₂）=0.25mol/L，
浓度商为Qc=

12×0.25

12

=0.25，等于平衡常数，所以平衡不移动；NO₂的物质的量浓度为 1mol/L，
故答案为：不；1.0；
（4）由4NO₂+O₂ +2H₂O=4HNO₃，可知需要n（NO₂）=

1

4

n（NO₂）=

1

4

×1mol/L×2L=0.5mol，所以需要氧气的最小体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案为：11.2．

点评：本题以图象为载体考查平衡影响因素、平衡常数、化学平衡的计算、读图提取信息能力，难度中等，结合图的信息运用知识解决问题．