题目内容
【题目】在A、B两个恒容密闭容器中发生反应:2NO22NO +O2反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示:
(1)若A容器的体积为5 L,反应经6 min达到平衡状态,则0~6 min内以O2浓度变化表示的反应速率为___________。
(2)该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。
(3)说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A.v正(NO2)=v逆(NO)B.c(NO2)=c(NO)
C.气体的平均摩尔质量不变 D.气体的密度保持不变
(4)若A、B两容器中只是温度不同,则TA____TB (填“>”或“<”),请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。
【答案】0.002 mol/(Lmin) AC < 升高温度(或减小压强)
【解析】
(1)根据计算反应速率;
(2)平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。
(3)反应达到平衡状态,各组分的浓度不随着时间的变化而变化,正逆反应速率相等,根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答;
(4)温度越高达到平衡所需时间越短,不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。
(1)据图可知初始时n(NO2)=0.30mol,平衡时n(NO2)=0.18mol,△n(NO2)=0.12mol,△c(NO2)=,则,同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=0.002 mol/(Lmin),故答案为:0.002 mol/(Lmin);
(2)根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=,故答案为:;
(3)A.反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2),同一反应反应速率之比等于计量数之比,所以v逆(NO2)=v逆(NO),所以v正(NO2)=v逆(NO),可以说明反应已达平衡;
B.反应过程中c(NO2)减小,c(NO)增大,某一时刻二者可能相等,但不能说明反应平衡;
C.反应过程中气体总质量不变,但气体的物质的量在改变,即平均摩尔质量会变,所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡;
D.气体总质量不变,体积不变,故密度一直不变,所以密度不变时不能说明反应平衡;
故答案为:AC;
(4)根据图可知容器B达到平衡所需时间更短,反应速率更大,温度更高,且平衡时二氧化氮浓度更低,说明温度升高平衡右移,正反应为吸热反应,升高温度可使平衡右移,增大二氧化氮的转化率,该反应为压强减小的反应,故减小压强可使平衡右移,增大二氧化氮的转化率,故答案为:<;升高温度(或减小压强)。