题目内容

1．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）体系中，n（NO） 随时间的变化如表：
时间/s012345
n（NO）/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，已知：K（300℃）＞K（350℃），该反应是放热反应（填“放热”或“吸热”）；
（2）图中表示NO2的变化的曲线是b，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率υ=1.5×10-3mol•L-1•s-1；
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是bc
a． υ（NO2）=2υ（O2）       b．容器内压强保持不变
c．υ逆（NO）=2υ正（O2）     d．容器内物质的密度保持不变
（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
a．及时分离出NO2气体      b．适当升高温度
c．增大O2的浓度           d．选择高效的催化剂
（5）若将容器体积缩小至1L，反应达到平衡时的平衡常数不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．

分析 （1）平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积，已知：K（300℃）＞K（350℃），温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行；
（2）由表中数据可知从3s开始，NO的物质的量为0.007mol，不再变化，3s时反应达平衡，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）；
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（O2）；
（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，注意选择判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化，说明反应到达平衡；
（4）为使该反应的反应速率增大，可采用增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等方法，再结合平衡移动原理分析解答；
（5）平衡常数只随温度变化．

解答 解：（1）2NO（g）+O2（g）?2NO2（g），反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$，升温平衡向吸热反应方向进行，已知：K（300℃）＞K（350℃），温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行，则该正反应为放热反应，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$；放热；
（2）由表中数据可知从3s开始，NO的物质的量为0.007mol，不再变化，3s时反应达平衡，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）=$\frac{0.02mol-0.007mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以图中表示NO2变化的曲线是b；
2s内用NO表示的平均反应速率v（NO）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.02mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=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，
故答案为：b；1.5×10-3mol•L-1•s-1；
（3）a．未指明正逆速率，若均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．容器体积不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内压强减小，当容器内压强保持不变，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）a．及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故错误；
b．适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故错误；
c．增大O2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故正确；
d．选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故错误；
故选c，
故答案为：c；
（5）若将容器体积缩小至1L，压强增大，但平衡常数随温度变化，反应达到平衡时的平衡常数不变，
故答案为：不变．

点评 本题考查物质的量浓度随时间变化曲线、反应速率计算、平衡平衡状态的判断，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．

练习册系列答案
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8．实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%、含氢20%，求：
（1）该化合物的实验式．
（2）若测得该化合物的相对分子质量是30，该化合物的分子式．
12．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应具有重要意义．
（1）已知反应2H2+O2=H2O为放热反应，如图能正确表示该反应中能量变化的是A．

从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化．
化学键H-HO=OH-O
键能kJ/mol436496463
化学键的键能如表：则生成1mol水可以放出热量242kJ
（2）原电池可将化学能转化为电能．将质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中，设计成原电池，负极材料是Zn，正极的反应式为Cu2++2e-=Cu，电解质溶液中SO42- 移向负极（填“正”或“负”）．一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9g．则导线中通过的电子的物质的量是0.2mol．
（3）一定温度下，将3molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g），反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为0.2mol/（L•min）；X为2．若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）．
9．反应C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，达到平衡，下列条件能使平衡移动的是（　　）
A．增加C的量
B．加催化剂
C．保持体积不变，充入氮气使体系压强增大
D．保持压强不变，充入氮气使容器体积增大
16．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，反应PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的n（PCl3）随时间的变化如图，下列说法正确的是（　　）
A．反应在前50 s 的平均速率v（PCl5）=0.0032 mol•L-1•s-1
B．该反应的平衡常数K=0.025
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20molPCl3 和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．保持其他条件不变，升高温度，平衡时：c（PCl3）=0.11mol•L-1，则反应的△H＜0
6．在容器体积可变的密闭容器中，反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）在一定条件下达到平衡．完成下列填空：在其他条件不变的情况下，缩小容器体积以增大反应体系的压强，ν正增大（选填“增大”、“减小”，下同），ν逆增大，平衡向正反应方向移动（选填“正反应”、“逆反应”）．
13．工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．

（1）T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1＞K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）由CO合成甲醇时，CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如图2所示，则曲线c所表示的温度为350℃．实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是1.3×104kPa下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加很多，得不偿失．
（3）以下有关该反应的说法正确的是AD（填序号）．
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
D．某温度下，将2molCO和6molH2充入2L固定容积的密闭容器中，充分反应，达到平衡后测得c（CO）=0.2mol•L-1，则CO的转化率为80%
（4）一定温度下，向2L的固定体积的密闭容器中加入1molCH3OH（g），发生反应：CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），H2的物质的量随时间变化的曲线如图3所示．
该温度下，反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=4L2•mol-2．相同温度下，若开始时加入CH3OH（g）的物质的量是原来的2倍，则C（填序号）是原来的2倍．
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