Question

体积为2L的密闭容器中反应2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）在三种不同条件下进行，其中实验I、II都在800℃、实验III在850℃；NO、O₂的起始浓度都为0，NO₂ 的浓度随时间的变化如图所示．请回答下列问题：
（1）若该反应2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）在体积不变的密闭容器中发 生，当反应达到平衡时，下列说法正确的是

 

 （填序号），
A．2v_正（NO₂）=v_逆（O₂）    B．v（NO）=2v（O₂）    C．气体的颜色不发生变化   D．气体的密度不再发生变化
E．反应物不再转化为生成物
（2）对比实验I、II和III，得出的下列结 论中正确的是

 

．
A．实验II和实验I相比，可能隐含 的反应条件是：反应容器的体积缩小 了
B．实验II和实验I相比，可能隐含的反应条件是：使用催化效率更商的催化剂
C．实验1条件该反应的平衡常数大于实验 III条件下该反应的平衡常数 
D．对比实验

 

1和

 

III可知，该反应是△H＞O
（3）右图2是在T₁ ⁰C时某密闭容器中NO的体积分数V%随时间t的变化曲线，请在图中补画出该反应在T₂ ⁰C 时（

 

T₂＞T₁）时的NO体积分数随时t的变化曲线．
（4）若实验I达到平衡后，再向密闭容器中通入2moL

 

由物质的量之比为1：1组成的NO₂和NO混合气体（保持温度不变），则平衡将

 

 移动（填“向左”“向右”“不移动”或“无法确定”），新平衡状态时NO₂的物质的最浓度是

 

．
（5）若将实验m所得的平衡混合气体通入足甭的水中，欲使气体被完全吸收，则至少同时 通入标准状况下的空气

 

L （设空气中N₂与O₂的体积比为4：1，其他成分忽略 不计）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）可逆反应到达平衡时，正逆速率相等，反应混合物各组分的浓度、含量不变，由此衍生的一些其它物理量不变，据此判断；
（2）实验Ⅱ和实验I相比，反应都从浓度为1.0mol/LNO₂的分解开始建立平衡，温度相同，平衡时NO₂的浓度相同，到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少，只能是实验Ⅱ使用催化剂；
对比实验Ⅰ和Ⅲ，实验Ⅲ温度升高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，平衡常数增大；
（3）升高温度到达平衡时间缩短，结合该反应的热效应判断升高温度对平衡的影响，确定升高温度平衡时NO的体积分数变化，据此作图；
（4）根据平衡常数和浓度商判断平衡移动，若平衡不移动根据定义计算新平衡时NO₂的物质的量浓度，若平衡移动根据平衡常数计算新平衡时NO₂的物质的量浓度；
（5）根据原子守恒实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中，欲使气体被完全吸收所需的氧气为NO₂不分解时被水完全吸收所需要的氧气．

解答： 解：（1）A．到达平衡状态时，不同物质表示的正、逆速率之比等于化学计量数之比，2v_正（NO₂）=v_逆（O₂），即v_正（NO₂）：v_逆（O₂）=1：2，不等于化学计量数之比2：1，逆反应速率较大，反应向逆反应进行，故A错误；
B．速率之比等于化学计量数之比，故B正确；
C．气体的颜色不发生变化，说明二氧化氮的浓度不再变化，可能反应到达平衡状态，故C正确；
D．混合气体的总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，故D正确；
E．可逆反应是动态平衡，平衡时反应没有停止，故E错误；
故答案为：BCD；
（2）A．实验Ⅱ和实验I相比，反应都从浓度为1.0mol/LNO₂的分解开始建立平衡，温度相同，平衡时NO₂的浓度相同，到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少，即条件改变只加快反应速率，不影响平衡移动，反应前后为气体体积减小的反应，故只能是实验Ⅱ使用催化剂，故A错误，
B．由A分析可知，实验Ⅱ使用催化剂，故B正确；
C．对比实验Ⅰ和Ⅲ，实验Ⅲ温度升高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，所以实验Ⅲ平衡常数更大，故C错误；
D．对比实验Ⅰ和Ⅲ，实验Ⅲ温度升高，平衡时二氧化氮的浓度减少，平衡向正反应进行，升高温度平衡向吸热方向移动，所以正反应为吸热反应，故D正确；
故答案为：BD；
（3）升高温度到达平衡时间缩短，该反应正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，平衡时NO的体积分数变化增大，故在T₂℃时（ T₂＞T₁）时的NO体积分数随时t的变化曲线为：，

故答案为：；
（4）实验Ⅰ中达平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，则：
              2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
开始（mol/L）：1                 0       0
变化（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡常数k=

0.25×0．52

0．52

=0.25，
通入2mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与NO混合气体（保持温度不变），此时为c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（O₂）=0.25mol/L，
浓度商为Qc=

0.25×12

12

=0.25，等于平衡常数，所以平衡不移动；NO₂的物质的量浓度为 1mol/L，
故答案为：不；1mol/L；
（5）由4NO₂+O₂ +2H₂O=4HNO₃，可知需要n（O₂）=

1

4

n（NO₂）=

1

4

×1mol/L×2L=0.5mol，所以需要氧气的最小体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，需要空气的体积为11.2L÷

1

5

=56L，
故答案为：56．

点评：本题考查化学平衡图象、化学平衡影响因素、化学平衡常数、化学平衡的计算、读图提取信息能力，难度中等，是对学生综合能力的考查，（4）为易错点，注意利用平衡常数的应用．