Question

6．在容积为VL的密闭容器中发生反应：2NO₂?2NO+O₂．反应过程中NO₂的物质的量随时间变化的情况如图1所示．

（1）曲线A和B表示的是该反应在不同条件下的反应状况，则该不同条件是B
A．有、无催化剂    B．温度不同  C．压强不同
（2）写出该反应的化学平衡常数K的表达式：$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，并比较K_800℃＜K_850℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在B条件下从反应开始至达到平衡，氧气的反应速率v（O₂）=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）．
（4）在如图2所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行反应：2NO+O₂?2NO₂
（Ⅰ）若起始温度相同，分别向三个容器中充入2molNO和1molO₂，则达到平衡时各容器中NO物质的量分数由大到小的顺序为（填容器编号）①②③．
（Ⅱ）若起始时维持温度和体积不变，②中投入2molNO和1molO₂； ③中投入2molNO、1molO₂和2molNO₂，则达到平衡时，两容器中NO的转化率②＜③．（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）由图象可知B状态反应较快，且A、B处于不同平衡状态，B状态NO₂的物质的量较少，结合温度、压强对平衡移动的影响判断；
（2）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算，结合温度对平衡移动的影响判断；
（3）根据NO₂的物质的量结合方程式可判断平衡时O₂的浓度，进而可计算O₂的反应速率；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推断可知该反应为放热反应，根据温度压强对平衡的影响分析；
（5）该反应是一个反应前后气体体积减小、放热的可逆反应，相同温度下，压强越大越有利于平衡向正反应方向移动．

解答 解：（1）由图象可知B状态反应较快，且A、B处于不同平衡状态，肯定不是催化剂的影响，如是压强的影响，则增大压强，平衡向逆反应方向移动，则NO₂的物质的量应增大，但B状态NO₂的物质的量较少，应是升高温度的原因，该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，则NO₂的物质的量减少，故答案为：B；
（2）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大，
故答案为：k=$\frac{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；＜；
（3）根据图象可知，B状态时，平衡时NO₂的物质的量为0.1mol，则反应的NO₂的物质的量为0.1mol，生成O₂的物质的量为0.05mol，则V_O2=$\frac{\frac{0.05mol}{VL}}{2s}$=$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s），
故答案为：$\frac{0.025}{V}$mol/（L•s）；
（4）2NO+O₂?2NO₂由（1）的推断可知该反应为放热反应，容器①外面有隔热套，反应放热则容器内温度升高，平衡逆移，NO物质的百分含量增大；容器③有自由移动的活塞，容器内为恒压状态，而容器②体积不变反应后气体物质的量减少，压强减小，所以容器③的压强大于容器②的压强，所以容器③内向正方向进行的程度大，NO物质的百分含量减小，所以NO物质的百分含量由大到小的顺序为①②③，故答案为：①②③；
（5）若温度不变，反应过程②中的压强不断减小，③的压强始终不变，导致反应过程中丙的压强始终比乙大，有利于③向正反应方向移动，所以达到平衡时，两容器中NO的转化率②＜③，故答案为：＜．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡的计算，外界条件对平衡移动的影响以及平衡状态的判断，题目难度中等．