Question

3．800℃时，在2L的密闭容器中发生反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂，n（NO）随时间的变化如表所示．

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）从0～3s内，用NO表示的平均反应速率v（NO）=2.17×10^-3mol•L^-1•s^-1．
（2）图中表示NO浓度变化的曲线是c（填字母代号）．
（3）达平衡时NO的转化率为65%．
（4）能说明该反应已达到平衡状态的是ACD（填序号）．
A．混合气体的颜色保持不变
B．混合气体的密度保持不变
C．v_逆 （NO₂）=2v_正 （O₂）
D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（5）若升温到850℃，达平衡后n（NO）=n（NO₂），则反应向逆反应方向（填“正反应方向”“逆反应方向”）移动．
（6）若在一定条件下0.2molNO气体与氧气反应，达平衡时测得放出的热量为akJ，此时NO转化率为80%，则2molNO气体完全反应放出的热量为12.5akJ．

Answer 1

分析 （1）由表格中数据可知，0～3s内，△n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，带人v=$\frac{△n}{V•△t}$计算；
（2）NO和O₂为反应物，随着时间的推移，NO和O₂的物质的量逐渐减小，△n（NO）：△n（O₂）=2：1；
（3）3s时处于平衡状态，平衡时NO为0.007mol，NO转化率=$\frac{反应的NO物质的量}{NO起始物质的量}$×100%；
（4）A．混合气体的颜色保持不变，说明NO₂的浓度保持恒定；
B．由$ρ=\frac{m}{V}$可知混合气体的密度始终保持不变；
C．因为$\frac{{v}_{正}（{O}_{2}）}{{v}_{正}（N{O}_{2}）}=\frac{1}{2}$，所以v_逆 （NO₂）=2v_正 （O₂）=v_正 （NO₂）；
D．根据M=$\frac{m}{n}$分析混合气体的平均相对分子质量是否为定值；
（5）升温到850℃，平衡后n（NO）=n（NO₂），根据N原子守恒可知n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，平衡向逆反应进行；
（6）由题意可知转化的NO为0.16mol，放出的热量为akJ，所以2molNO反应放出的热量为12.5aKJ．

解答 解：（1）由表格中数据可知，0～3s内，△n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，v（NO）=$\frac{0.013mol/L}{2L×3s}$=2.17×10^-3mol•L^-1•s^-1，
故答案为：2.17×10^-3mol•L^-1•s^-1；        
（2）（2）NO和O₂为反应物，随着时间的推移，NO和O₂的物质的量逐渐减小，△c（NO）：△c（O₂）=2：1，因此c表示NO浓度变化的曲线，d表示O₂浓度变化的曲线，
故答案为：c；
（3）3s时处于平衡状态，平衡时NO为0.007mol，NO转化率=$\frac{反应的NO物质的量}{NO起始物质的量}$×100%=$\frac{0.013}{0.020}$×100%=65%，
故答案为：65%；                        
（4）A．混合气体的颜色保持不变，说明NO₂的浓度保持恒定，说明该反应已达到平衡状态；
B．由$ρ=\frac{m}{V}$可知混合气体的密度始终保持不变，不能说明该反应已达到平衡状态；
C．因为$\frac{{v}_{正}（{O}_{2}）}{{v}_{正}（N{O}_{2}）}=\frac{1}{2}$，所以v_逆 （NO₂）=2v_正 （O₂）=v_正 （NO₂），说明该反应已达到平衡状态；
D．根据M=$\frac{m}{n}$，m是定值，n是变量，所以M为变量，因此混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明该反应已达到平衡状态；
故答案为：ACD；
（5）升温到850℃，平衡后n（NO）=n（NO₂），根据N原子守恒可知n（NO）=n（NO₂）=0.1mol，平衡向逆反应进行，
故答案为：逆反应方向；                   
（6）转化的NO的物质的量为2mol×80%=0.16mol，放出的热量为akJ，所以2molNO反应放出的热量为$\frac{2mol}{0.16mol}$×akJ=12.5aKJ，
故答案为：12.5akJ．

点评 考查反应速率、平衡移动、平衡状态判断，热化学方程式等，旨在考查学生对基础知识的掌握理解，难度中等，加强化学反应原理的应用能力．