Question

體積為2L的密閉容器中反應(yīng)2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）在三種不同條件下進(jìn)行，其中實(shí)驗(yàn)I、II都在800℃、實(shí)驗(yàn)III在850℃；NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂ 的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．請回答下列問題：
（1）若該反應(yīng)2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）在體積不變的密閉容器中發(fā) 生，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是

 

 （填序號），
A．2v_正（NO₂）=v_逆（O₂）    B．v（NO）=2v（O₂）    C．氣體的顏色不發(fā)生變化   D．氣體的密度不再發(fā)生變化
E．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
（2）對比實(shí)驗(yàn)I、II和III，得出的下列結(jié) 論中正確的是

 

．
A．實(shí)驗(yàn)II和實(shí)驗(yàn)I相比，可能隱含 的反應(yīng)條件是：反應(yīng)容器的體積縮小 了
B．實(shí)驗(yàn)II和實(shí)驗(yàn)I相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：使用催化效率更商的催化劑
C．實(shí)驗(yàn)1條件該反應(yīng)的平衡常數(shù)大于實(shí)驗(yàn) III條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù) 
D．對比實(shí)驗(yàn)

 

1和

 

III可知，該反應(yīng)是△H＞O
（3）右圖2是在T₁ ⁰C時(shí)某密閉容器中NO的體積分?jǐn)?shù)V%隨時(shí)間t的變化曲線，請?jiān)趫D中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在T₂ ⁰C 時(shí)（

 

T₂＞T₁）時(shí)的NO體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)t的變化曲線．
（4）若實(shí)驗(yàn)I達(dá)到平衡后，再向密閉容器中通入2moL

 

由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂和NO混合氣體（保持溫度不變），則平衡將

 

 移動(dòng)（填“向左”“向右”“不移動(dòng)”或“無法確定”），新平衡狀態(tài)時(shí)NO₂的物質(zhì)的最濃度是

 

．
（5）若將實(shí)驗(yàn)m所得的平衡混合氣體通入足甭的水中，欲使氣體被完全吸收，則至少同時(shí) 通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣

 

L （設(shè)空氣中N₂與O₂的體積比為4：1，其他成分忽略 不計(jì)）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，正逆速率相等，反應(yīng)混合物各組分的濃度、含量不變，由此衍生的一些其它物理量不變，據(jù)此判斷；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時(shí)NO₂的濃度相同，到達(dá)平衡的時(shí)間實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)I少，只能是實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用催化劑；
對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ溫度升高，平衡時(shí)二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
（3）升高溫度到達(dá)平衡時(shí)間縮短，結(jié)合該反應(yīng)的熱效應(yīng)判斷升高溫度對平衡的影響，確定升高溫度平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)變化，據(jù)此作圖；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動(dòng)，若平衡不移動(dòng)根據(jù)定義計(jì)算新平衡時(shí)NO₂的物質(zhì)的量濃度，若平衡移動(dòng)根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算新平衡時(shí)NO₂的物質(zhì)的量濃度；
（5）根據(jù)原子守恒實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得的平衡混和氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收所需的氧氣為NO₂不分解時(shí)被水完全吸收所需要的氧氣．

解答： 解：（1）A．到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，不同物質(zhì)表示的正、逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，2v_正（NO₂）=v_逆（O₂），即v_正（NO₂）：v_逆（O₂）=1：2，不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2：1，逆反應(yīng)速率較大，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；
B．速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故B正確；
C．氣體的顏色不發(fā)生變化，說明二氧化氮的濃度不再變化，可能反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不變，故D正確；
E．可逆反應(yīng)是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)沒有停止，故E錯(cuò)誤；
故答案為：BCD；
（2）A．實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)都從濃度為1.0mol/LNO₂的分解開始建立平衡，溫度相同，平衡時(shí)NO₂的濃度相同，到達(dá)平衡的時(shí)間實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)I少，即條件改變只加快反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，反應(yīng)前后為氣體體積減小的反應(yīng)，故只能是實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用催化劑，故A錯(cuò)誤，
B．由A分析可知，實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用催化劑，故B正確；
C．對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ溫度升高，平衡時(shí)二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，所以實(shí)驗(yàn)Ⅲ平衡常數(shù)更大，故C錯(cuò)誤；
D．對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ溫度升高，平衡時(shí)二氧化氮的濃度減少，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故D正確；
故答案為：BD；
（3）升高溫度到達(dá)平衡時(shí)間縮短，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)變化增大，故在T₂℃時(shí)（ T₂＞T₁）時(shí)的NO體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)t的變化曲線為：，

故答案為：；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，則：
              2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
開始（mol/L）：1                 0       0
變化（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5               0.5     0.25
平衡常數(shù)k=

0.25×0．52

0．52

=0.25，
通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與NO混合氣體（保持溫度不變），此時(shí)為c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（O₂）=0.25mol/L，
濃度商為Qc=

0.25×12

12

=0.25，等于平衡常數(shù)，所以平衡不移動(dòng)；NO₂的物質(zhì)的量濃度為 1mol/L，
故答案為：不；1mol/L；
（5）由4NO₂+O₂ +2H₂O=4HNO₃，可知需要n（O₂）=

1

4

n（NO₂）=

1

4

×1mol/L×2L=0.5mol，所以需要氧氣的最小體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，需要空氣的體積為11.2L÷

1

5

=56L，
故答案為：56．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的計(jì)算、讀圖提取信息能力，難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查，（4）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意利用平衡常數(shù)的應(yīng)用．