题目内容
【题目】温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) (正反应吸热)。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗= 2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器编号 | 物质的起始浓度(mol/L) | 物质的平衡浓度(mol/L) | ||
c (NO2) | c (NO) | c (O2) | c(O2) | |
Ⅰ | 0.6 | 0 | 0 | 0.2 |
Ⅱ | 0.3 | 0.5 | 0.2 | |
Ⅲ | 0 | 0.5 | 0.35 |
A. 达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B. 达平衡时,容器Ⅱ中c(O2)/ c(NO2)比容器Ⅰ中的大
C. 达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D. 当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1
【答案】CD
【解析】由容器Ⅰ中反应2NO22NO+O2
起始量(mol/L) 0.6 0 0
变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2
平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2
可以求出平衡常数K==0.8,平衡时气体的总物质的量为0.8mol,其中NO占0.4mol,所以NO的体积分数为50%,c(O2)/ c(NO2)=1。在平衡状态下,v正= v (NO2)消耗= v逆= v(NO)消耗,所以k正c2(NO2) = k逆c2(NO)·c(O2),进一步求出=K=0.8。
A、显然容器Ⅱ的起始投料与容器Ⅰ的平衡量相比,增大了反应物浓度,平衡将向正反应方向移动,所以容器Ⅱ在平衡时气体的总物质的量一定小于1mol,故两容器的压强之比一定大于4:5,A错误;若容器II在某时刻,c(O2)/ c(NO2)=1,
由反应2NO22NO + O2
起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2
变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 0.3-2x 0.5+2x 0.2+x
因为,,解之得x=,求出此时浓度商Qc=>K,所以容器II达平衡时,c(O2)/ c(NO2)一定小于1,B错误;
C. 若容器III在某时刻,NO的体积分数为50%,
由反应2NO22NO + O2
起始量(mol/L) 0 0.5 0.35
变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 2x 0.5-2x 0.35-x
由0.5-2x=2x+0.35-x,解之得x=0.05,求出此时浓度商Qc==4.8>K,说明此时反应未达平衡,反应继续向逆反应方向进行,NO进一步减少,所以C正确;
D.温度为T2时,=K2=1>0.8,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T2>T1,