Question

汽车尾气净化器中的主要反应为：2NO（g）+2CO（g）

催化剂

2CO₂（g）+N₂（g），某科研小组在2L密闭容器中充入5molCO和5molNO，对该反应进行了一系列的研究，在一定温度（T）下，将测量出的c（CO₂）随时间（t）变化的数据绘制如图所示的图象
（1）该反应的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）下列选项中，能说明该反应达到平衡状态的依据是

 

a．v（N O ）=v（CO）
b．N₂的浓度不再变化
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．混合气体密度不变
（2）在温度为T₁℃时，若反应从开始到10sN₂的平均反应速率v（N₂）=0.1mol?L^-1?s^-1则a值为，此温度下平衡常数K₁=

 

，平衡时，向此容器中再通入1molN O 和1.6molN₂．则平衡

 

（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动，原因是

 

（3）若T₂℃时该反应的平衡常数K₂=80，开始时向密闭容器中加入混合气体并使它们的初始浓度为c（NO）=0.2mol?L ^-1，c（CO）=0.5mol?L^-1，c（CO₂）=0.4mol?L^-1，c（N₂）=bmol?L^-1，若要使开始时NO的消耗＞生成速率，则b的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）图象分析先拐先平，温度高T₁＞T₂，结合二氧化碳的浓度变化分析反应能量变化，化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组含量保持不变分析选项；
（2）依据反应速率计算生成氮气的浓度，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数等于生成物平衡你的幂次方乘积除以反应物平衡你的幂次方乘积得到；，结合浓度商和平衡常数大小比较判断反应进行的方向；
（3）依据浓度商和平衡常数比较，若要使开始时NO的消耗＞生成速率，反应正向进行，Q＜K计算分析应用．

解答： 解：（1）图象分析先拐先平，温度高T₁＞T₂，结合二氧化碳的浓度变化分析反应能量变化，随温度升高，二氧化碳浓度减小，说明平衡逆向进行，正反应为放热反应；化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组含量保持不变分析选项；
a．反应过程中始终存在v（N O ）=v（CO），不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．N₂的浓度不再变化是化学平衡的标志，故b正确；
c．反应前后气体物质的量变化，质量不变，混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，故c正确；
d．反应前后气体质量和体积不变，混合气体密度始终不变，故d错误；
故答案为：bc；
（2）依据反应速率计算生成氮气的浓度，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度，若反应从开始到10sN₂的平均反应速率v（N₂）=0.1mol?L^-1?s^-1则生成氮气浓度为1mol/L
                2NO（g）+2CO（g）

催化剂

2CO₂（g）+N₂（g），
起始量（mol/L）  2.5      2.5          0        0
变化量（mol/L）  2         2           2        1
平衡量（mol/L） 0.5       0.5          2        1
a值为2mol/L
结合平衡常数等于生成物平衡你的幂次方乘积除以反应物平衡你的幂次方乘积=

22×1

0．52×0．52

=64；
平衡时，向此容器中再通入1molNO 和1.6molN₂，结合浓度商和平衡常数大小比较判断反应进行的方向，Q=

1.8×22

12×0．52

=28.8＜64，平衡正向进行；
故答案为：2mol/L，64，向正反应方向，平衡时，向此容器中再通入1molNO 和1.6molN₂，Q=

1.8×22

12×0．52

=28.8＜64，平衡正向进行；
（3）依据浓度商和平衡常数比较，若要使开始时NO的消耗＞生成速率，反应正向进行，Q＜K计算分析应用，初始浓度为c（NO）=0.2mol?L ^-1，c（CO）=0.5mol?L^-1，c（CO₂）=0.4mol?L^-1，c（N₂）=bmol?L^-1，若要使开始时NO的消耗＞生成速率，Q=

b×0．42

0．22×0．52

＜80，b＜5；
故答案为：b＜5．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素分析判断，平衡常数、反应速率计算应用，反应进行方向的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．