题目内容

8.在2L密闭容器内,充入0.2mol NO气体和0.1molO2,T℃时下列反应:
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)体系中n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)012345
n(NO)(mol)0.200.100.090.080.080.08
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$.该温度下反应的平衡常数K=$\frac{900}{8}$.
已知:K300℃>K350℃,则该反应是放热反应.
(2)达到平衡时v(NO)为2×10-2 mol/(L•s).
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是be.
a.v(NO2)=2v(O2)                         b.容器内压强保持不变
c.NO、O2、NO2的浓度之比为2:1:2       d.容器内气体的密度保持不变
e.容器内气体的颜色不再变化
(4)达到平衡时若移走部分NO2,则下列说法正确的是bc.
a.平衡将向正向移动,正反应速率增大,逆反应速率减小
b.重新到达平衡时,NO的平衡转化率将增大,平衡常数不变
c.重新到达平衡时,容器内混合气体的密度较原来减小,压强也减小.

分析 (1)2NO(g)+O2(g)═2NO2(g),反应平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$;图表分析可知3s钟反应达到平衡状态,结合三行计算得到平衡浓度,利用平衡常数概念计算得到;
(2)反应速率v(NO)=$\frac{△c}{△t}$计算得到;
(3)可逆反应达到平衡时,v正=V逆 (同种物质表示)或正逆速率之比等于化学计量数之比(不同物质表示),反应混合物各组分的物质的量、浓度、含量不再变化,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断;
(4)达到平衡时若移走部分NO2,平衡正向进行.

解答 解:(1)2NO(g)+O2(g)═2NO2(g),反应平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$,在2L密闭容器内,充入0.2mol NO气体和0.1molO2,T℃时下列反应,反应达到平衡状态下,c(NO)=$\frac{0.08mol}{2L}$=0.04mol/L,
                          2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)
起始量(mol/L)    0.1          0.05           0
变化量(mol/L)  0.06         0.03         0.06
平衡量(mol/L)   0.04        0.02          0.06
K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$=$\frac{0.0{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=$\frac{900}{8}$,
已知:K300℃>K350℃,温度升高平衡常数减小,说明升温平衡逆向进行,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,
故答案为:$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$;$\frac{900}{8}$;放;
(2)达到平衡时v(NO)=$\frac{0.1mol/L-0.04mol/L}{3min}$=2×10-2 mol/(L•s),
故答案为:2×10-2 mol/(L•s);
(3)2NO(g)+O2(g)═2NO2(g),反应是气体体积减小的放热反应
a、v(NO2)=2v(O2) 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、随反应进行,反应混合气体总的物质的量在减小,压强之比等于气体物质的量之比,气体压强保持不变,说明反应到达平衡,故b正确;
c、平衡浓度和起始量和转化率有关,NO、O2、NO2的浓度之比为2:1:2,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d、反应前后气体质量守恒,体积不变,反应过程中和平衡状态下,气体密度都不变,所以不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
e、反应中二氧化氮气体是红棕色气体,容器内气体的颜色不再变化,说明二氧化氮气体浓度不变,说明反应达到平衡状态,故e正确;
故答案为:be; 
(4)a.平衡将向正向移动,正反应速率减小,逆反应速率减小,故a错误;
b.达到平衡时若移走部分NO2,平衡正向进行,重新到达平衡时,NO的平衡转化率将增大,平衡常数随温度变化,温度不变平衡常数不变,故b正确;
c.达到平衡时若移走部分NO2,平衡正向进行,重新到达平衡时,容器内混合气体质量减小,体积不变,则容器中的密度较原来减小,气体全自动了减小,则容器中压强也减小,故c正确;
故答案为:b c.

点评 本题考查了化学平衡影响因素、平衡标志分析判断,平衡常数、反应速率的计算应用,掌握基础和移动原理是关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min)12345
氢气体积(mL)(标准状况)100240464576620
①哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最大2~3min,原因是该反应是放热反应,此时温度高,反应速率越大.
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率0.025mol/(L•min).
(设溶液体积不变)
(2)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,不好控制测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是CD.
A.蒸馏水        B.KCl溶液       C.KNO3溶液       D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,3种气态物质 X、Y、Z的物质的量随时间变化曲线如右图.
①该反应的化学方程式是3X+Y?2Z.
②在5min时,该反应达到了平衡状态,下列可作为判断反应已达到该状态的是CD.
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.容器内气体压强保持不变
D.生成1mol Y的同时生成2mol Z
③2min内X的转化率为30%.
④若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,且已知17g氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ热量,则该反应的热化学反应方程式为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol.

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