Question

6．在 2L 容积不变的密闭容器内，800℃时反应 2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：

t/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/mol	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）用O₂的反应速率表示 0～2s 内该反应的平均反应速率 v=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1．若上述反应在850℃下进行，反应2s时 n（NO）=0.009mol，并且不再随时间而改变，则该反应是放热反应．
（2）图中表示NO₂浓度变化的曲线是b（填字母）．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是BC（填序号）．
A．v（NO₂）=2v（O₂）
B．容器内的压强保持不变
C．v_逆（NO）=2v_正（O₂）
D．容器内气体密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是C（填序号）．
A．及时分离出NO₂
B．适当升高温度
C．增大O₂的浓度
D．选择高效催化剂．

Answer 1

分析 （1）由表中数据可知2sNO的浓度变化，计算v（NO），结合计量数关系可确定v（O₂）；上述反应在850℃下进行，反应2s时 n（NO）=0.009mol，并且不再随时间而改变，比原平衡物质的量多，说明升高温度平衡逆向移动；
（2）NO₂是产物，随反应进行浓度增大，平衡时浓度为NO浓度的变化量△c（NO）；
（3）可逆反应达到平衡时，v正=V逆 （同种物质表示）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质表示），反应混合物各组分的物质的量、浓度、含量不再变化，以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断；
（4）根据化学反应速率和化学平衡的影响因素进行判断．

解答 解：（1）2s内用NO表示的平均反应速率v（NO）=$\frac{\frac{△n（NO）}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.020mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1，速率之比等于化学计量数之比，
所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=$\frac{1}{2}$×3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1，
上述反应在850℃下进行，反应2s时 n（NO）=0.009mol，并且不再随时间而改变，比原平衡物质的量多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，
故答案为：1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；放；
（2）NO₂是产物，随反应进行浓度增大，平衡时浓度为NO浓度的变化量△c（NO）=$\frac{0.020mol-0.007mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以图中表示NO₂变化的曲线是b，
故答案为：b；
 （3）A．表示同一方向反应速率，v（NO₂）自始至终为v（O₂）的2倍，不能说明达到平衡，故A错误；
B．随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，气体总物质的量保持不变，容器内的压强保持不变，说明反应到达平衡，故B正确；
C．不同物质表示速率，到达平衡时，正逆速率之比等于化学计量数之比，V逆 （NO）：正（O₂）=2：1，即V逆 （NO）=2v正（O₂），故C正确；
D．混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，故D错误．
故答案为：BC；
（4）2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，采取下列措施，其中能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动；
A．及时分离除NO₂气体，减少生成物浓度，平衡正向进行，但反应速率减小，故A错误；
B．升高温度，平衡逆向移动，故B错误；
C．增大O₂的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动，故C正确；
D．选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，故D错误，
故答案为：C．

点评 本题综合考查化学平衡的计算，为高考常见题型，题目涉及反应速率、平衡平衡状态的判断及读图表能力，难度中等，判断平衡时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．