Question

4．密闭容器中，投入NO₂和SO₂，起始浓度如表所示，其中甲经2min达平衡时，NO₂的转化率为50%，下列说法正确的是（　　）

起始浓度	甲	乙	丙
c（NO2）/mol•L-1	0.10	0.20	0.20
c（SO2）/mol•L-1	0.10	0.10	0.20

• A． 容器甲中的反应在前2min的平均速率v（SO₂）=0.05mol•L^-1•min^-1
• B． 达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等
• C． 温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56，则反应的△H＞0
• D． 容器乙中若起始时改充0.10mol•L^-1NO₂和0.20mol•L^-1SO₂，达到平衡时c（NO）与原平衡不相同

Answer 1

分析 甲经2min达平衡时，NO₂的转化率为50%，其平衡浓度为：0.10mol/L×50%=0.05mol/L，则：
                        NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
开始（mol/L）：0.1           0.1              0              0
转化（mol/L）：0.05         0.05          0.05          0.05
平衡（mol/L）：0.05         0.05          0.05          0.05
故该温度下平衡常数K=$\frac{0.05×0.05}{0.05×0.05}$=1，各容器内温度相同，平衡常数均相同，
A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算容器甲中的反应在前2min的平均速率；
B．该反应为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲与容器丙互为等效平衡，结合容器容积相等分析；
C．升高温度后平衡常数增大，则正反应为吸热反应；
D．设平衡时NO的浓度为ymol/L，该稳定性平衡常数K=1，然后利用化学平衡三段式列式计算．

解答 解：甲经2min达平衡时，NO₂的转化率为50%，其平衡浓度为0.05mol/L，则：
                      NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
开始（mol/L）：0.1           0.1              0              0
转化（mol/L）：0.05         0.05          0.05          0.05
平衡（mol/L）：0.05         0.05          0.05          0.05
故该温度下平衡常数K=$\frac{0.05×0.05}{0.05×0.05}$=1，
A．容器甲中的反应在前2min的平均速率v（SO₂）=$\frac{0.05mol/L}{2min}$=0.025mol•L^-1•min^-1，故A错误；
B．反应 NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，由于丙中各组分浓度为甲的2倍，则容器丙中的反应速率较大，故B错误；
C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56＞1，则升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，该反应的△H＞0，故C正确；
D．设平衡时NO的浓度为ymol/L，则：
                      NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
开始（mol/L）：0.1       0.2                 0              0
转化（mol/L）：y           y                  y               y
平衡（mol/L）：0.1-y    0.2-y              y               y
则：$\frac{y×y}{（0.1-y）×（0.2-y）}$=1，说明容器乙中若起始时改充0.10mol•L^-1NO₂和0.20mol•L^-1SO₂时，平衡时NO的浓度相同，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，明确化学平衡常数、反应速率的概念及表达式为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．