Question

在容积为2L的密闭容器中，保持体系内温度800℃不变，将一定量的NO和O₂混合发生反应：2NO+O₂?2NO₂，其中NO的物质的量（n）随时间（t）的变化关系如图所示．请回答下列问题．
（1）30s时反应达到平衡，用O₂表示达到平衡过程的平均反应速率为

0.0022mol?L^-1?s^-1

，图象中曲线

II

（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示NO₂的变化．由图象中曲线和数据变化，能否计算该温度下的平衡常数：

不能

（填“能”或“不能”）．
（2）若升高反应体系的温度，使反应重新达到平衡，此时体系中n（NO）=n（NO₂），则该反应是

放

热反应（选填“吸”或“放”）．
（3）在800℃时，若缩小容器的体积，达新平衡时n（NO）

＜

（选填“＞”、“=”或“＜”）0.07mol，NO的转化率

增大

（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）上述800℃时的反应达到平衡时测得放出热量a kJ．试写出在此条件下NO与氧气反应的热化学方程式

2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）根据图象中NO的物质的量变化，求出浓度变化和反应速率，再根据方程式中计量数关系求出v（O₂）；曲线Ⅰ表示的物质的量减小是反应物，曲线Ⅱ表示的物质的量增大是生成物；由于缺少平衡时氧气的浓度，所以不能计算平衡常数；
（2）根据氮元素守恒，当n（NO）=n（NO₂）时，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，依此判断平衡移动和反应热；
（3）缩小容器体积，压强增大，据此判断平衡移动；
（4）根据参加反应的NO的量和放出的热量，求出2molNO完全反应放出的热量，然后写出热化学方程式．

解答：解：（1）由图象可知平衡时转化的NO为：n（NO）=0.2-0.07=0.13mol，则v（NO）=

0.13mol 2L

30s

≈0.0022mol?L^-1?s^-1，所以v（O₂）=0.0011mol?L^-1?s^-1；曲线Ⅰ表示的物质的量减小是反应物，曲线Ⅱ表示的物质的量增大是生成物，所以曲线Ⅱ表示NO₂的变化，因为由于氧气的起始浓度不知，所以无法求出平衡时氧气的浓度，所以不能计算平衡常数，
故答案为：0.0022mol?L^-1?s^-1；II；不能；
（2）根据氮元素守恒，当n（NO）=n（NO₂）时，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，与图中的平衡比较，NO物质的量增加了，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，故答案为：放；
（3）缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以NO的物质的量减少，即达新平衡时n（NO）＜0.07mol；平衡向正反应方向移动，则NO转化率增大，
故答案为：＜；增大；
（4）已知加入的NO的物质的量为0.20mol，但参加反应的只有0.13mol，则2molNO完全反应放出的热量为：

2mol×aKJ

0.13mol

=15.4a kJ，故该反应的热化学方程式为2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1，
故答案为：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-15.4a kJ?mol^-1．

点评：本题考查了反应速率和化学平衡的有关知识，涉及反应速率的计算、平衡移动的判断、反应热的计算和热化学方程式的书写等，侧重于基本原理的应用，题目难度中等．