题目内容
【题目】在2 L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=________,已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是___,用O2的浓度变化表示从0~2 s内该反应的平均速率v=__________。
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(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是(____)
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v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(____)
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
【答案】c2(NO2)/c2(NO)c(O2) 放热 b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1 bc c
【解析】
(1) 2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)反应的平衡常数K=c2(NO2)/[c2(NO)
c(O2)],因为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:c2(NO2)/c2(NO)c(O2);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NO浓度的变化量△c(NO)=(0.02mol0.007mol)/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)=△n/V△t=(0.02mol0.008mol)/(2L
2s)=3.0×103molL1s1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=1/2×3.0×103molL1s1=1.5×103molL1s1.故答案为:b;1.5×103molL1s1;
(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a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b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c正确;d.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,故d错误;故答案为:c;