Question

12．（1）在容积为2L的密闭容器中，保持体系内温度800℃不变，将一定量的NO和O₂混合发生反应：2NO+O₂?2NO₂，其中NO的物质的量（n）随时间（t）的变化关系如图所示，请回答下列问题．
①图象中曲线I （选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示NO₂的变化．
②若升高反应体系的温度，使反应重新达到平衡，此时体系中n（NO）=n（NO₂），则该反应是放热反应．
③在800℃时，若缩小容器的体积，达新平衡时n（NO）＜ （选填“＞”、“=”或“＜”）0.07mol，NO的转化率增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）
（2）一定条件下，体积为1L的密闭容器中发生如下反应：SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ•mol^-1
①下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是bcd（填字母序号）
a．v_消耗（SiF₄）=4v_生成（HF）          b．容器内气体压强不再变化
c．容器内气体的总质量不再变化   d．HF的体积分数不再变化
②反应过程中测定的部分数据如下表（表中t₂＞t₁）所示．

反应时间/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
0	1.20	2.40[
t1	0.80	a
t2	b	1.60

通过a或b的值及化学平衡原理判断t₁时反应是否达到化学平衡状态t₁时反应已经达到化学平衡状态．

Answer 1

分析 （1）①曲线Ⅱ表示的物质的量减小是反应物，曲线Ⅰ表示的物质的量增大是生成物；
②根据氮元素守恒，当n（NO）=n（NO₂）时，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，依此判断平衡移动和反应热；
③缩小容器体积，压强增大，据此判断平衡移动；
（2）①根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，注意选择的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变，说明到达平衡；
②依据化学平衡三段式列式计算，结合热化学方程式分析判断．

解答 解：（1）①曲线Ⅱ表示的物质的量减小是反应物，曲线Ⅰ表示的物质的量增大是生成物，所以曲线Ⅰ表示NO₂的变化，故答案为：Ⅰ；
②根据氮元素守恒，当n（NO）=n（NO₂）时，n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，与图中的平衡比较，NO物质的量增加了，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，
故答案为：放；
③缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以NO的物质的量减少，即达新平衡时n（NO）＜0.07mol；平衡向正反应方向移动，则NO转化率增大，
故答案为：＜；增大；
（2）①a、υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反应速率，且比例关系不等于化学计量数之比，不能说明到达平衡状态，故错误；
b、正反应是气体物质的量增大的反应，随反应进行容器内压强增大，容器内气体压强不再变化说明到达平衡状态，故正确；
c、反应有固体生成，随反应进行气体的总质量减小，容器内气体的总质量不再变化，说明到达平衡状态，故正确；
d、平衡时，各组分的含量不变，HF体积分数不再变化，说明到达平衡状态，故正确；
故答案为：bcd；
②由表中数据可知，t₁时△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故t₁时刻，水的物质的量=2.4mol-0.8mol=1.6mol，说明在一定条件下，t_1～t₂时各组分的浓度（或物质的量）均已不再发生改变，所以t₁时反应已经达到化学平衡状态．
故答案为：t₁时反应已经达到化学平衡状态．

点评 本题考查了反应速率和化学平衡的有关知识，注意理解化学平衡状态的判断，侧重于基本原理的应用，题目难度中等．