Question

【题目】用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义。

（1）已知：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1

2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2

NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3

则△H3 =__________(用△H1、△H2表示)，如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、 K2、K3，则K3 =__________(用K1、K2表示)。

（2）如图所示，A 是恒容的密闭容器，B 是一个体积可变的充气气囊。保持恒温，关闭K2，分别将2mol NO 和1 mol O2通过K1、K3分别充入A、B 中，发生的反应为2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) [不考虑2NO2 (g)N2 O4 (g) ]，起始时A、B 的体积相同均为a L。

①下列说法和示意图正确，且既能说明A 容器中反应达到平衡状态，又能说明B 容器中反应达到平衡状态的是_________。

a. A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化

b. A、B 容器中NO 和O2物质的量浓度比均为2:1

② T℃时，A 容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp = 8×10﹣2 （kPa)﹣1。若A 容器中反应达到平衡时p(NO2) = 200kPa，则平衡时NO的转化率为_____________。（Kp 是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）

（3）将0.2 mol SO2和0.15 mol O2通入2L 的密闭容器中，测得SO2的物质的量随时间变化如 图实线 所示。

编号	a	b	c	d	e
n(SO2)/mol	0.16	0.12	0.09	0.07	0.07
t/min	2	5	8	15	22

①ab 段平均反应速率____________（填“大于”“小于”或“等于”）bc 段平均反应速率：de 段平均反应速率为_________________。

②仅改变某一个实验条件，测得SO2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，则改变的条件是__________。

Answer 1

【答案】（△H1—△H2）/2 ac 66.7％ 大于 0 加入催化剂

【解析】

（1）已知：①2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1，②2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2，③NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3，则根据盖斯定律可知（①－②）÷2即得到反应③，所以其反应热△H3 =（△H1—△H2）/2，如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3，则K3 =。

（2）①a、颜色的深浅与浓度有关系，所以A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化说明二氧化氮的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，a正确；b、根据方程式可知NO 和O2始终按照物质的量之比2：1进行，所以A、B 容器中NO 和O2物质的量浓度比始终均为2:1，不能说明反应达到平衡状态，b错误；c、当逆反应速率不再发生变化时说明反应达到平衡状态，c正确；d、平衡常数只与温度有关系，不能说明反应是否达到平衡状态，d错误，答案选ac。

② 2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g)

起始量（mol） 2 1 0

转化量（mol） 2x x 2x

平衡量（mol）2－2x 1－x 2x

则200＝，氧气和NO的分压分别是、，因此根据平衡常数可知

，解得x＝2/3，所以平衡时NO的转化率为。

（3）①根据图像可知ab段的曲线效率大，所以平均反应速率大于bc段平均反应速率：根据图像可判断de 段浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，则de段的平均反应速率为0。

②仅改变某一个实验条件， 测得SO2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，此时达到平衡的时间减少，但平衡状态不变，所以改变的条件是加入催化剂。

【点晴】

该题考查的知识点较多，属于中等难度试题。难点和易错点是平衡状态判断、平衡常数应用、图像分析。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。有关图像分析答题时需要注意：（1）紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。

（2）先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

（3）定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

（4）三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。