Question

恒容容积为VL的密闭容器中发生2NO₂ 2NO+O₂反应。反应过程中NO₂的物质的量随时间变化的状况如图所示。

（1）若曲线A和B表示的是该反应在某不同条件下的反应状况，则该不同条件是      。
A．有、无催化剂     B．温度不同
C．压强不同        D．体积不同
（2）写出该反应的化学平衡常数K的表达式：          ，并比较K_800℃    K_850℃（填“>”、“<”或“=”）。
（3）求算在B条件下从反应开始至达到平衡，氧气的反应速率v(O₂)=      。
（4）不能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

若起始温度相同，分别向三个容器中充入2molNO和1molO₂ ，则达到平衡时各容器中NO物质的百分含量由大到小的顺序为(填容器编号)               。

Answer 1

（12分）（1）B  （2）  K_800℃＜K_850℃
（3）v(O₂)＝1/40Vmol/（L·S）（4）  BD    (5) ①②③

试题分析：（1）根据图像可知，B曲线表示的反应速率快，达到平衡的时间少，且平衡时NO₂的物质的量小于A曲线达到平衡时NO₂的物质的量。由于正反应是体积增大的可逆反应，增大压强平衡应该向逆反应方向移动，NO₂的物质的量增大，CD不正确；催化剂不能改变平衡状态，A不正确；所以改变的条件只能是升高温度，这说明升高温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，答案选B。
（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知，该反应的平衡常数。正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，所以K_800℃＜K_850℃。
（3）根据图像可知，反应进行到2s时反应达到平衡状态，此时NO₂的物质的量减少了0.20mol－0.10mol＝0.10mol，则氧气的物质的量就增加了0.05mol，所以氧气的反应速率是＝1/40Vmol/（L·S）。
（4）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，A可以说明。B中反应速率的方向是相同的，速率之比是相应的化学计量数之比，因此B中的关系始终是成立，B不能说明。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以C可以说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，D不能说明，答案选BD。
（5）该反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以③中容器中的压强始终大于②中的压强，压强大有利于NO的转化。①中是绝热的，则反应中温度高，但温度越高，越不利于NO的转化，所以达到平衡时各容器中NO物质的百分含量由大到小的顺序为①②③。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，在注重考查学生基础知识的同时，侧重考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确平衡状态的含义、判断依据以及外界条件对平衡状态的影响，然后结合图像和勒夏特例原理灵活运用即可，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。