Question

恒容容積為VL的密閉容器中發(fā)生2NO₂ 2NO+O₂反應(yīng)。反應(yīng)過程中NO₂的物質(zhì)的量隨時間變化的狀況如圖所示。

（1）若曲線A和B表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)狀況，則該不同條件是      。
A．有、無催化劑     B．溫度不同
C．壓強不同        D．體積不同
（2）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達式：          ，并比較K_800℃    K_850℃（填“>”、“<”或“=”）。
（3）求算在B條件下從反應(yīng)開始至達到平衡，氧氣的反應(yīng)速率v(O₂)=      。
（4）不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是       。
A．v_正（NO₂）=v_逆（NO）         B．c（NO₂）=c（NO）
C．氣體的平均摩爾質(zhì)量不變    D．氣體的密度保持不變

若起始溫度相同，分別向三個容器中充入2molNO和1molO₂ ，則達到平衡時各容器中NO物質(zhì)的百分含量由大到小的順序為(填容器編號)               。

Answer 1

（12分）（1）B  （2）  K_800℃＜K_850℃
（3）v(O₂)＝1/40Vmol/（L·S）（4）  BD    (5) ①②③

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，B曲線表示的反應(yīng)速率快，達到平衡的時間少，且平衡時NO₂的物質(zhì)的量小于A曲線達到平衡時NO₂的物質(zhì)的量。由于正反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，增大壓強平衡應(yīng)該向逆反應(yīng)方向移動，NO₂的物質(zhì)的量增大，CD不正確；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，A不正確；所以改變的條件只能是升高溫度，這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，答案選B。
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)。正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大，所以K_800℃＜K_850℃。
（3）根據(jù)圖像可知，反應(yīng)進行到2s時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，此時NO₂的物質(zhì)的量減少了0.20mol－0.10mol＝0.10mol，則氧氣的物質(zhì)的量就增加了0.05mol，所以氧氣的反應(yīng)速率是＝1/40Vmol/（L·S）。
（4）在一定條件下，當可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A中反應(yīng)速率的方向相反，且滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，A可以說明。B中反應(yīng)速率的方向是相同的，速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，因此B中的關(guān)系始終是成立，B不能說明。混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以C可以說明。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，D不能說明，答案選BD。
（5）該反應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，所以③中容器中的壓強始終大于②中的壓強，壓強大有利于NO的轉(zhuǎn)化。①中是絕熱的，則反應(yīng)中溫度高，但溫度越高，越不利于NO的轉(zhuǎn)化，所以達到平衡時各容器中NO物質(zhì)的百分含量由大到小的順序為①②③。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重考查學(xué)生基礎(chǔ)知識的同時，側(cè)重考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力。該題的關(guān)鍵是明確平衡狀態(tài)的含義、判斷依據(jù)以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響，然后結(jié)合圖像和勒夏特例原理靈活運用即可，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力和邏輯推理能力。