题目内容
二氧化氮和二氧化硫是硝酸和硫酸工业的重要中间物质，有关性质表现如下，请完成相关问题：（Ⅰ）在100℃时，将0.200mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：
（1）该反应的化学方程式为 ，达到平衡时四氧化二氮的转化率为 %．
（2）20s时四氧化二氮的浓度c1= mol?L-1，在0～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为 mol?L-1?s-1．
（3）若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为 mol?L-1．
（Ⅱ）将一定量的SO2和氧气放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：
2SO2+O2
2SO3（正反应放热）．
（1）判断该反应达到平衡状态的标志是 ．（填字母）
a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变 c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 e．容器中混合气体的密度保持不变
（2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是 ．（填字母）
a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2 c．改变反应的催化剂 d．升高温度．
| 时间 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| c（N2O4） | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | a | b |
| c（NO2） | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 | 0.120 |
（2）20s时四氧化二氮的浓度c1=
（3）若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为
（Ⅱ）将一定量的SO2和氧气放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：
2SO2+O2
| 催化剂 |
| 加热 |
（1）判断该反应达到平衡状态的标志是
a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变 c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 e．容器中混合气体的密度保持不变
（2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是
a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2 c．改变反应的催化剂 d．升高温度．
考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题：化学平衡专题
分析：Ⅰ、（1）由表可知，60s时反应达平衡，根据方程式计算△c（N2O4），根据转化率计算平衡时N2O4的转化率；60s后反应达平衡，反应混合物各组分的浓度不变．
（2）由△c（NO2），根据方程式计算△c（N2O4），20s的四氧化二氮的浓度=起始浓度-△c（N2O4）；根据v=
计算v（N2O4）．
（3）恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.1mol/L；
Ⅱ、（1）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，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；
（2）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，欲提高SO2的转化率，则改变条件使平衡向正反应方向移动；
（2）由△c（NO2），根据方程式计算△c（N2O4），20s的四氧化二氮的浓度=起始浓度-△c（N2O4）；根据v=
| △c |
| △t |
（3）恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.1mol/L；
Ⅱ、（1）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，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；
（2）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，欲提高SO2的转化率，则改变条件使平衡向正反应方向移动；
解答：
解：Ⅰ、（1）图标数据分析可知反应的化学方程式为：N2O4?2 NO2，
由表可知，60s时反应达平衡，c（NO2）=0.120mol/L，
N2O4?2 NO2，
浓度变化：0.06mol/L 0.120mol/L
所以平衡时N2O4的转化率为
×100%=60%；
故答案为：N2O4?2 NO2，60；
（2）由表可知，20s时，c（NO2 ）=0.060mol/L，所以
N2O4?2 NO2，
浓度变化：0.03mol/L 0.060mol/L
所以20s的四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；
在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率为v（N2O4）=
=0.0015mol?（L?s）-1．
故答案为：0.07；0.0015；
（3）恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.1mol/L，由N2O4（g）?2 NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.1mol/L=0.2mol/L，
故答案为：0.2；
Ⅱ、（1）a．可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等，与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关，故错误；
b．可逆反应达到平衡状态时，各物质的百分含量不变，SO2百分含量保持不变，说明到达平衡状态，故正确；
c．随反应进行气体的物质的量减小，恒温恒容下，容器内气体压强减小，当容器中气体的压强不变，说明到达平衡状态，故正确；
d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率，反应始终二者都按1：1进行，不能说明到达平衡状态，故错误；
e．混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度始终不变，不能说明到达平衡状态，故错误；
故选bc；
（2）a．向装置中再充入N2，反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，所以不能提高转化率，故错误；
b．向装置中再充入O2，氧气浓度增大，平衡向正反应方向移动，提高了二氧化硫的转化率，故正确；
c．改变反应的催化剂只改变反应速率，不改变平衡，所以不能提高二氧化硫的转化率，故错误；
d．升高温度，平衡向逆反应方向移动，降低了二氧化硫的转化率，故错误；
故选b；
由表可知，60s时反应达平衡，c（NO2）=0.120mol/L，
N2O4?2 NO2，
浓度变化：0.06mol/L 0.120mol/L
所以平衡时N2O4的转化率为
| 0.06mol/L |
| 0.1mol/L |
故答案为：N2O4?2 NO2，60；
（2）由表可知，20s时，c（NO2 ）=0.060mol/L，所以
N2O4?2 NO2，
浓度变化：0.03mol/L 0.060mol/L
所以20s的四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L；
在0s～20s内四氧化二氮的平均反应速率为v（N2O4）=
| 0.03mol/L |
| 20s |
故答案为：0.07；0.0015；
（3）恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.1mol/L，由N2O4（g）?2 NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.1mol/L=0.2mol/L，
故答案为：0.2；
Ⅱ、（1）a．可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等，与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关，故错误；
b．可逆反应达到平衡状态时，各物质的百分含量不变，SO2百分含量保持不变，说明到达平衡状态，故正确；
c．随反应进行气体的物质的量减小，恒温恒容下，容器内气体压强减小，当容器中气体的压强不变，说明到达平衡状态，故正确；
d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率，反应始终二者都按1：1进行，不能说明到达平衡状态，故错误；
e．混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度始终不变，不能说明到达平衡状态，故错误；
故选bc；
（2）a．向装置中再充入N2，反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，所以不能提高转化率，故错误；
b．向装置中再充入O2，氧气浓度增大，平衡向正反应方向移动，提高了二氧化硫的转化率，故正确；
c．改变反应的催化剂只改变反应速率，不改变平衡，所以不能提高二氧化硫的转化率，故错误；
d．升高温度，平衡向逆反应方向移动，降低了二氧化硫的转化率，故错误；
故选b；
点评：本题考查化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的有关计算、等效平衡、平衡状态的判断、影响化学平衡的因素等知识点等，难度中等，注意基础知识的积累掌握；
练习册系列答案
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